ตรวจข้อสอบ > ณัฐลักษณ์ วิทยาเกษมสันต์ > การแข่งขันความถนัดทางวิศวกรรมศาสตร์ ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (High School Engineering Aptitude Competition) > Part 1 > ตรวจ

ใช้เวลาสอบ 42 นาที

Back

# คำถาม คำตอบ ถูก / ผิด สาเหตุ/ขยายความ ทฤษฎีหลักคิด/อ้างอิงในการตอบ คะแนนเต็ม ให้คะแนน
1


โรคหัวใจและหลอดเลือดประเภทหลัก ๆ (CVD) ที่กล่าวถึงในบทความนี้มีอะไรบ้าง

จากทั้งหมดที่กล่าวมา

ทั้งหมดที่กล่าวมาถูกพูดถึงใน introduction ของงานวิจัยที่ให้มา

introduction ของงานวิจัยที่ให้มา

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

2


วัสดุชีวภาพใดที่มีลักษณะพิเศษในการจำรูปร่างและมักใช้ในขดลวด

โลหะผสมไทเทเนียม

โลหะผสมไทเทเนียมมีสมบัติที่เปลี่ยนรูปได้มากที่อุณหภูมิสูงและเมื่อลดอุณหภูมิลงมาที่ค่า ๆ หนึ่ง จะสามารถกลับมาเป็นโครงสร้างแบบเดิมได้ ซึ่งสมบัตินี้เรียกว่าการจำรูปร่าง อ้างอิงจากหัวข้อที่ 2.1.2

อ้างอิงจากหัวข้อที่ 2.1.2

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

3


ประโยชน์หลักของการใช้ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเหนือขดลวดโลหะแบบดั้งเดิมคืออะไร?

การสนับสนุนชั่วคราวและการย่อยสลายอย่างค่อยเป็นค่อยไป

ขดลวดที่ย่อยสลายได้เอง สามารถย่อยสลายไปได้จากน้ำหรือเอนไซต์ในร่างกาย มีข้อดีที่ผู้ป่วยไม่ต้องรับความเสี่ยงจากการมีโลหะหนักในร่างกายเป็นระยะเวลานาน อ้างอิงจากหัวข้อที่ 2.2.2

อ้างอิงจากหัวข้อที่ 2.2.2

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

4


ข้อเสียเปรียบหลักของขดลวดโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น PLA/PGA คืออะไร

ความแข็งแรงทางกลมีจำกัด

ขดลวดจากพอลิเมอร์แบบย่อยสลายได้ มีความแข็งแรงเชิงกลต่ำกว่าขดลวดโลหะ เนื่องจากสมบัติเฉพาะตัวที่เสียรูปได้ง่ายและย่อยสลายได้จากน้ำและเอนไซต์

อ้างอิงจากหัวข้อที่ 2.2.2

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

5


วัสดุชีวภาพประเภทใดที่เหมาะกับความเข้ากันได้ทางชีวภาพในการใช้งานด้านหัวใจและหลอดเลือด

วัสดุชีวภาพจากธรรมชาติ

วัสดุชีวภาพจากธรรมชาติต่างจากวัสดุสังเคราะห์ตรงที่มีเนื้อวัสดุที่ใกล้เคียงกับเนื้อเยื่อของคน ซึ่งทำให้มันเข้ากับเนื้อเยื่อหัวใจและหลอดเลือดได้ดีกว่า อ้างอิงจากหัวข้อที่ 4.1

อ้างอิงจากหัวข้อที่ 4.1

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

6


ขดลวดเมมโมรีอัลลอยด์ได้รับการออกแบบให้คืนรูปทรงเดิมที่อุณหภูมิที่กำหนด หากการเปลี่ยนเฟสที่อุณหภูมิสูงของขดลวดเกิดขึ้นที่ 50°C จุดเปลี่ยนในหน่วยฟาเรนไฮต์คือเท่าใด

122°F

50C *1.8 +32=122F

เปลี่ยนหน่วยจาก Celsius เป็น Fahrenheit โดยคูณด้วย 1.8 แล้วบวกด้วย 32

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

7


ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจะลดลงในอัตรา 7% ต่อเดือน ถ้ามวลขดลวดเริ่มต้นคือ 120 กรัม หลังจากผ่านไป 4 เดือน มวลของขดลวดจะเป็นเท่าใด

90.43 กรัม

120g * (93%)^4 = 89.76g ซึ่งใกล้เคียงกับ 90.43g ที่สุด

ลดลงไป 7% ดังนั้นเหลือ 93% เอา 93%/เดือน คูณปริมาณตั้งต้น 4 ครั้งตามจำนวนเดือน

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

8


ขดลวดเมมโมรีอัลลอยด์ถูกบีบอัดที่อุณหภูมิห้อง (25°C) จากนั้นขยายเป็นรูปร่างเดิมที่อุณหภูมิร่างกาย (37°C) ถ้าความจุความร้อนจำเพาะของโลหะผสมคือ 0.45 J/ g°C และมวลของขดลวดคือ 60 กรัม ต้องใช้ความร้อนปริมาณเท่าใด

225 J

Q= 60g * 0.45J/gC * (37C-25C) =324J ซึ่งความร้อนในตัวเลือกไม่สามารถทำให้ลวดโลหะเพิ่มอุณหภูมิถึง 37C ได้ โดย 225J เป็นพลังงานที่ใกล้ที่สุด

ปริมาณความร้อนที่ใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของสาร หาจาก Q=m*c*(T-T0) เมื่อ Q คือความร้อน m คือมวลสาร (g) c คือความจุความร้อนจำเพาะของวัสดุ (J/g*C) T คืออุณหภูมิสุดท้าย (C) และT0 คืออุณหภูมิต้น(C)

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

9


หากจำเป็นต้องปลูกถ่ายหลอดเลือดในหลอดเลือดแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. และกราฟต์ขยายเป็น 1.8 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเดิม เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายของกราฟต์คือเท่าใด?

7.2 มม.

กราฟต์มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4mm ขยาย 1.8 เท่า จึงเป็น 7.2mm

4mm*1.8=7.2mm

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

10


วัสดุชีวภาพโพลีเมอร์จะสลายตัวในอัตราสัดส่วนกับมวลที่เหลืออยู่ หากมวลเริ่มต้นคือ 150 กรัม และลดลงเหลือ 105 กรัมในหนึ่งเดือน ค่าคงที่การสลายตัว kkk เป็นเท่าใดหากสมมติจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง

0.357

ในหนึ่งเดือนหายไป 150g-105g=45g 45g ใน 150g คิดเป็นสัดส่วน 45/150 = 0.3 ดังนั้นประมาณค่าคงที่การสลายตัวเป็น 0.3 ของทั้งหมด

คิดค่าคงที่การสลายตัวจากสัดส่วนของส่วนที่สลายไปกับส่วนตั้งต้น

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

11


ประโยชน์หลักของการใช้วัสดุนาโนในการรักษาบาดแผลคืออะไร?

การส่งมอบยาแบบกำหนดเป้าหมายและการปล่อยยาเป็นเวลานาน

การรักษาบาดแผลด้วยอนุภาคขนาดนาโนทำให้สามารถเข้าไปซ่อมแซมโครงสร้างในระดับย่อยของร่างกายได้ง่าย และอนุภาคขนาดนาโนพวกนี้สามารถปรับพื้นผิวและสมบัติทางเคมี เพื่อให้เจาะจงส่วนที่อนุภคจะไปเกาะติดได้ เรียกว่า การเจาะจงเป้าหมาย

การใช้อนุภาคระดับนาโนทำให้เราสามารถควบคุมกระบวนการทงาชีวภาพขนาดเล็กที่เกิดในขั้นตอนการรักษาบาดแผลได้ อ้างอิงจากหัวข้อที่ 1

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

12


วัสดุนาโนชนิดใดขึ้นชื่อในเรื่องฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่ดีเยี่ยมและความสามารถในการส่งเสริมการสมานแผล

อนุภาคนาโนทองคำ

อนุภาคนาโนทองคำช่วยเสริมความสามารถในการฟื้นฟูตัวเองของเนื้อเยื่อ โดนทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันการ oxidation ซึ่งทำให้การฟื้นฟูเนื้อเยื่อเกิดได้เร็วขึ้น

หัวข้อที่ 3.1.2 Au NPs ช่วยส่งเสริมการฟื้นฟูของเนื้อเยื่อ

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

13


อะไรคือความท้าทายหลักที่เกี่ยวข้องกับวัสดุนาโนในการรักษาบาดแผล?

ความเป็นพิษและผลกระทบด้านลบที่อาจเกิดขึ้น

เนื่องจากการศึกษาผลของอนุภาคขนาดนาโนต่อระบบการทำงานในร่างกายสิ่งมีชีวิตยังมีไม่มาก และเรายังไม่รู้ทั้งหมด ทำให้อนุภาคนาโนเหล่านี้อาจไปรบกวนการทำงานส่วนใดส่วนนึงได้ (เป็นพิษ)

อ้างอิงจากหัวข้อที่ 5.1 ผู้จัดทำแนะนำว่าควรวิจัยเกี่ยวกับผลของอนุภาคเหล่านี้ต่อระบบในสิ่งมีชีวิจเพิ่มขึ้นในอนาคต

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

14


บทบาทของอนุภาคนาโนทองคำในการรักษาบาดแผลดังที่กล่าวไว้ในบทความคืออะไร?

ลดการอักเสบและส่งเสริมการสร้างเนื้อเยื่อใหม่

อนุภาคนาโนทองคำทำหน้าที่เป็นตัวป้องกันการเกิด oxidation ซึ่งรบกวนการสร้างสารกลุ่ม reactive oxygen species จาก metabolism ของ bacteria ทำให้ bacteria ทำงานได้ช้า และการป้องกันการ oxidation ก็ทำให้แผลซ่อมแซมตัวเองได้เร็ว เนื่องจากไม่เกิดการ oxidize จาก อนุมูลอิสระ (free radical)

อ้างอิงจากหัวข้อที่ 3.1.2 บทบาทของ Au NPs

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

15


คุณสมบัติใดของวัสดุนาโนที่ช่วยให้สามารถโต้ตอบกับกระบวนการทางชีววิทยาในระดับเซลล์และโมเลกุลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อัตราส่วนพื้นผิวต่อปริมาตรสูงและคุณสมบัติพื้นผิวที่ปรับแต่งได้

คุณสมบติที่มีพื้นที่ผิวมากเมื่อเทียบกับปริมาตรและพื้นที่ผิวสามารถปรับแต่งได้ ทำให้อนุภาคนาโนสามารถถูกปรับแต่งให้ทำงานเฉพาะจุดได้ ซึ่งเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพให้กับกระบวนการทางชีววิทยา

อ้างอิงจากหัวข้อที่ 1 introduction ย่อหน้าที่กล่าวถึงสมบัติเด่นของ NPs

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

16


วัสดุปิดแผลที่มีอนุภาคนาโนเงิน ( AgNPs ) ถูกนำไปใช้กับบาดแผล หากอนุภาคนาโนเงินปล่อยไอออนในอัตรา 0.5 มก./วัน และมวลรวมของ AgNPs ในน้ำสลัดคือ 10 มก. น้ำสลัดจะมีประสิทธิภาพในการปล่อยไอออนเงินได้กี่วัน

20 วัน

10mg=20*(0.5mg) ดังนั้น ต้องใช้เวลา 20 วันจึงจะปล่อยไอออน Ag ออกมาทั้งหมด

เอาปริมาณทั้งหมดหารด้วยปริมาณที่สลายออกต่อจำนวนวัน จะได้จำนวนวันที่ใช้ในการสลายทั้งหมด

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

17


อนุภาคนาโนทองคำ (AuNPs) ถูกนำมาใช้ในการทำแผลเพื่อคุณสมบัติต้านการอักเสบ หากความจุความร้อนจำเพาะของ AuNPs เท่ากับ 0.129 J/ g°C และมวลของอนุภาคนาโนในน้ำสลัดคือ 5 กรัม จะต้องใช้ความร้อนเท่าใดในการเพิ่มอุณหภูมิของอนุภาคนาโนจาก 25°C เป็น 37°C

7.74 J

Q=5*0.129*12=7.74J

พลังงานความร้อนที่ใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิเมื่อไม่เกิดการเปลี่ยนสถานะคำนวณจาก Q=m*c*(T-T0) เมือ m คือมวล c คือ ความจุความร้อนจำเพาะ T คืออุณหภูมิสุดท้ายและ T0 คือ อุณหภูมิตั้งต้น

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

18


วัสดุนาโนโพลีเมอร์สลายตัวในอัตราสัดส่วนกับมวลที่เหลืออยู่ หากมวลเริ่มต้นคือ 50 กรัม และลดลงเหลือ 35 กรัมในหนึ่งเดือน ค่าคงที่การสลายตัว kkk เป็นเท่าใดหากสมมติจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง

0.300

สลายไป 15g ในหนึ่งเดือน คิดเป็นสัดส่วน 15g/50g = 0.3 ของทั้งหมด

ค่าคงที่การสลายตัวหาจากสัดส่วนของส่วนที่สลายต่อส่วนทั้งหมด

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

19


หากไฮโดรเจลที่ใช้สมานแผลปล่อยยาในอัตราคงที่ 2 มก./ชั่วโมง. และปริมาณยาเริ่มต้นคือ 100 มก. ไฮโดรเจลจะปล่อยยาได้นานแค่ไหน?

50 ชั่วโมง

(100 mg)/(2mg/hr) = 50hr คำนวณโดยเอาปริมาณทั้งหมดหารด้วยอัตราการสลาย

100mg คือ 50 ชุดของ 2mg ซึ่งแต่ละชุดใช้ 1hr ในการปล่อย

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

20


อนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ ( ZnO NP) มีความเข้มข้น 0.5 กรัม/ลิตร หากคุณมีสารละลายนี้ 2 ลิตร จะมี ZnO NP อยู่ในสารละลาย กี่กรัม

1.0 กรัม

1L มี 0.5 g ดังนั้น 2L มี 0.5*2 = 1g

เทียบบัญญัติไตรยางค์

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

ผลคะแนน 96 เต็ม 140

แท๊ก หลักคิด
แท๊ก อธิบาย
แท๊ก ภาษา