ตรวจข้อสอบ > อนวัช สร้างอำไพ > การแข่งขันความถนัดทางวิศวกรรมศาสตร์ ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (High School Engineering Aptitude Competition) > Part 1 > ตรวจ

ใช้เวลาสอบ 33 นาที

Back

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


โรคหัวใจและหลอดเลือดประเภทหลัก ๆ (CVD) ที่กล่าวถึงในบทความนี้มีอะไรบ้าง

จากทั้งหมดที่กล่าวมา

โรคหัวใจและหลอดเลือด กล่าวถึงกลุ้มโรคที่เกี่ยวข้องกับหัวใจหรือหลอดเลือด ซึ่งข้อความข้างต้นมีความเกี่ยวข้องกัน

CVD เป็นกลุ่มโรคเกี่ยวกับหัวใจหรือหลอดเลือด คือโรคที่มีผลต่อระบบหัวใจและหลอดเลือด ซึ่งอาจมีเหตุจากความดันสูง การสูบบุหรี่ โรคเบาหวาน การไม่ออกกำลังกาย โรคอ้วน คอเลสเตอรอลในเลือดสูง ทานอาหารไม่ถูกต้อง การดื่มเครื่องดื่มแอลกอฮอล์เกิน

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

2


วัสดุชีวภาพใดที่มีลักษณะพิเศษในการจำรูปร่างและมักใช้ในขดลวด

โลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียม (นิทินอล)

โลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียม (นิทินอล) เป็นโลหะที่สามารถจดจำสภาพเดิมได้เมื่อเปลี่ยนแปลงรูปร่าง

Nitinol เป็นโลหะผสมหน่วยความจำรูปร่าง โลหะผสมหน่วยความจำรูปร่างเป็นโลหะผสมพิเศษที่สามารถคืนรูปให้เป็นรูปร่างเดิมได้โดยอัตโนมัติโดยเมื่อถูกทำให้อยู่ในรูปร่างใหม่ จะมีการคืนสภาพเดิมได้ จนกระทั่งถึงอุณหภูมิที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนรูปร่าง (transformation temperature) ซึ่งมรการใช้งานอย่างแพร่หลาย ทั้งทางการแพทย์ หรืออุตสาหกรรม

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

3


ประโยชน์หลักของการใช้ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเหนือขดลวดโลหะแบบดั้งเดิมคืออะไร?

การสนับสนุนชั่วคราวและการย่อยสลายอย่างค่อยเป็นค่อยไป

ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ จะย่อยสลายในร่างกายซึ่งช่วยลดความเสี่ยงมากกว่า ลวดโลหะเพราะลวดโลหะจะอยู่ในหลอดเลือดถาวร ซึ่งร่างกายจะรับรู้ว่าเป็นสิ่งแปลกปลอม

ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพคืออุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ใช้ในการรักษาการอุดตันของหลอดเลือดโดยเฉพาะ ในขณะที่ขดลวดโลหะแบบดั้งเดิมจะถูกวางไว้อย่างถาวร แต่ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจะถูกร่างกายดูดซึมได้อย่างปลอดภัยและหายไปหลังจากรองรับการทำงานตามธรรมชาติของภาชนะที่ได้รับการบำบัด ซึ่งจะช่วยลดภาวะแทรกซ้อนที่อาจเกิดขึ้นในระยะยาวและช่วยให้เนื้อเยื่อหลอดเลือดของผู้ป่วยสามารถสมานตัวได้

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

4


ข้อเสียเปรียบหลักของขดลวดโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น PLA/PGA คืออะไร

ความแข็งแรงทางกลมีจำกัด

ความแข็งแรงทางกลมีจำกัดเป็นข้อเสียหลัก เพราะลวด PLA/PGA นั้นจะย่อยสลายในช่วงเวลาหนึ่งทำให้ความแข็งแรงลดลงตามไปด้วย

PGA เริ่มสูญเสียความแข็งแรง เมื่ออยู่ในร่างกายประมาณ 2-3 สัปดาห์ และหมดความแข็งแรง ใน 60-90 วัน ซึ่งในการผ่าตัดบางประเภทที่ต้องการให้วัสดุเย็บคงความแข็งแรงไว้นานกว่าทไให้ PGA/PLA ไม่เหมาะสมในการใช้ในการผ่าตัดที่ใช้เวลานาน

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

5


วัสดุชีวภาพประเภทใดที่เหมาะกับความเข้ากันได้ทางชีวภาพในการใช้งานด้านหัวใจและหลอดเลือด

วัสดุชีวภาพโพลีเมอร์

วัสดุชีวภาพโพลีเมอร์ สามารถย่อยสลายเองได้ และบางชนิดไม่เป็นสิ่งแปลกปลอมในร่างกายจึงเหมาะสมในการใช้งานด้านหัวใจและหลอดเลือด

วัสดุชีวภาพโพลีเมอร์ เป็นวัสดุที่สามารถปั้นเป็นรูปร่างได้ง่าย, เหนียว, ปรับรูปไปมาได้ แต่ไม่ค่อยแข็งแรงและเสื่อมสภาพได้

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

6


ขดลวดเมมโมรีอัลลอยด์ได้รับการออกแบบให้คืนรูปทรงเดิมที่อุณหภูมิที่กำหนด หากการเปลี่ยนเฟสที่อุณหภูมิสูงของขดลวดเกิดขึ้นที่ 50°C จุดเปลี่ยนในหน่วยฟาเรนไฮต์คือเท่าใด

122°F

เมื่อคำนวณออกมาโดยใช้ทฤษฎีแล้วจะได้อุณหภูมิที่ 122°F

ในการเปลี่ยนอุณหภูมิจากองศาเป็นฟาเรนไฮต์ จะต้องใช้สมการ C = 5(F-32)/9

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

7


ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจะลดลงในอัตรา 7% ต่อเดือน ถ้ามวลขดลวดเริ่มต้นคือ 120 กรัม หลังจากผ่านไป 4 เดือน มวลของขดลวดจะเป็นเท่าใด

90.43 กรัม

ในทุก ๆ เดือนที่ผ่านไปมวลของขดลวดจะเหลือ 93% ต่อเดือนซึ่งเมื่อผ่านไป 4 เดือนเดือนมวลของขดลวดจึงเหลือประมาณ 90.43 กรัม

ข้อนี้ใช้หลักการของลำดับเรขาคณิตมาคำนวณซึ่งหาพจน์ที่ n ของมวลขดลวดเมื่อผ่านไป n เดือน

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

162 J

เมื่อคำนวณหาความร้อนที่ต้องใช้คือ 162 จูล

ใช้สมการ Q=mcΔt มาคำนวณเพื่อหาความร้อนที่ต้องใช้

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

9


หากจำเป็นต้องปลูกถ่ายหลอดเลือดในหลอดเลือดแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. และกราฟต์ขยายเป็น 1.8 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเดิม เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายของกราฟต์คือเท่าใด?

7.2 มม.

เส้นผ่านศูนย์กลางของกราฟต์หลังจากขยายตัวึือ 7.2 มม.

เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางเดิมที่ 4 มม. เมื่อกราฟต์ขยายตัวได้ 1.8 เท้าของเส้นผ่านศูนย์กลางจึงมีเส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายที่ 7.2

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

10


วัสดุชีวภาพโพลีเมอร์จะสลายตัวในอัตราสัดส่วนกับมวลที่เหลืออยู่ หากมวลเริ่มต้นคือ 150 กรัม และลดลงเหลือ 105 กรัมในหนึ่งเดือน ค่าคงที่การสลายตัว kkk เป็นเท่าใดหากสมมติจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง

0.357

ค่าคงที่การสลายหาได้จากการเปลี่ยนแปลงของวัสดุชีวภาพต่อเดือน เมื่อคำนวณออกมาแล้วจะได้ประมาณ 0.357 ต่อเดือน

ใช้สมการของการเปลี่ยนแปลงมวล M = me^(-λt) โดยที่ M คือมวลที่เปลี่ยนแปลงไป m คือมวลเริ่มต้น λ คือค่าคงที่การสลายตัว t คือเวลาที่เปลี่ยนแปลง

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

11


ประโยชน์หลักของการใช้วัสดุนาโนในการรักษาบาดแผลคืออะไร?

การส่งมอบยาแบบกำหนดเป้าหมายและการปล่อยยาเป็นเวลานาน

วัสดุนาโนในสามารถใช้ในการส่งยาที่มีขนาดเล็กได้ ผ่านวัสดุนาโนจึงมีประสิทธิภาพในการใช้งาน

จุดเด่นและการประยุกต์ใช้เส้นใยนาโน สามารถพัฒนาเป็นแผ่นปิดแผลที่ใช้ได้กับสารสกัดสมุนไพร หรือสารสังเคราะห์ที่เป็นตัวยา โดยใช้เทคโนโลยีการขึ้นรูปแผ่นเส้นใยนาโน ซึ่งจะช่วยเร่งให้เกิดการสมานแผลและลดโอกาสการติดเชื้อ ตลอดจนมีความปลอดภัยต่อเซลล์ อันเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาแผลอีกทางหนึ่ง มีจุด

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

12


วัสดุนาโนชนิดใดขึ้นชื่อในเรื่องฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่ดีเยี่ยมและความสามารถในการส่งเสริมการสมานแผล

อนุภาคนาโนเงิน

อนุภาคนาโนเงินนิยมนำมาใช้ปิดแผลเนื่องจากสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้ดี

อนุภาคนาโนเงินสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้ จึงนิยมนำมาใช้ทางการแพทย์ เช่น ผ้าปิดแผล วัสดุฝังในร่างกาย

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

13


อะไรคือความท้าทายหลักที่เกี่ยวข้องกับวัสดุนาโนในการรักษาบาดแผล?

ความเป็นพิษและผลกระทบด้านลบที่อาจเกิดขึ้น

ข้อเสียในการใช้วัสดุนาโนคือ การเป็นพิษที่มาจากโลหะหนักในวัสดุนาโน

วัสดุนาโนบางชนิดมีโลหะหนักที่เป็นอันตรายซึ่งอาจเป็นพิษต่อร่างกาย

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

14


บทบาทของอนุภาคนาโนทองคำในการรักษาบาดแผลดังที่กล่าวไว้ในบทความคืออะไร?

ไม่มีข้อใดข้อหนึ่งข้างต้น

อนุภาคนาโนทองมีสมบัตินำไฟฟ้าจึงนิยมนำมาใช้ตรวจจับสารบางชนิด จึงไม่สอดคล้องกับข้อความข้างต้น

อนุภาคนาโนทอง เป็นอนุภาคทองที่ถูกสังเคราะห์ขึ้นมาจากโลหะทองให้มีขนาดเล็กในระดับนาโนเมตร ทําให้อนุภาคนาโนทองมีสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่แตกต่างไปจากทองปกติ ซึ่งนิยมนำมาใช้ในการตรวจหาสารบางชนิดในร่างกาย

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

15


คุณสมบัติใดของวัสดุนาโนที่ช่วยให้สามารถโต้ตอบกับกระบวนการทางชีววิทยาในระดับเซลล์และโมเลกุลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การนำไฟฟ้าและสมบัติทางแม่เหล็ก

การนำๆๆฟฟ้าของอนุภาคนาโนสามารถโต้ตอบกับกระบวนการทางชีววิทยาในระดับเซลล์และโมเลกุลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การนำไฟฟ้าของวัสดุนาโนช่วยให้สามารถตรวจวัดไฟฟ้าเคมีได้ เพื่อวิเคราะห์สารบางชนิด

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

เมื่อครับ 20 วัน AGNPs ก็จะปล่อยไอออนจนหมดพอดี

เนื่องจากอัตรการปล่อยไอออน อยู่ที่ 0.5 มิลลิกรัมต่อวัน และมวลของ AgNPs คือ 10 มิลลิกรัมจึงสามารถคำนวณหาประสิทธิภาพในการปล่อยไออออนได้

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

เมื่อคำนวณแล้วความร้อนที่ต้องใช้ คือ 7.74 จูล

ใช้สมการ Q=mcΔt มาคำนวณเพื่อหาความร้อนที่ต้องใช้

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

18


วัสดุนาโนโพลีเมอร์สลายตัวในอัตราสัดส่วนกับมวลที่เหลืออยู่ หากมวลเริ่มต้นคือ 50 กรัม และลดลงเหลือ 35 กรัมในหนึ่งเดือน ค่าคงที่การสลายตัว kkk เป็นเท่าใดหากสมมติจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง

0.300

เมื่อคำนวณแล้วจะได้ค่าคงที่ประมาณ 0.300 ต่อเดือน

ใช้สมการของการเปลี่ยนแปลงมวล M = me^(-λt) โดยที่ M คือมวลที่เปลี่ยนแปลงไป m คือมวลเริ่มต้น λ คือค่าคงที่การสลายตัว t คือเวลาที่เปลี่ยนแปลง

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

19


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

50 ชั่วโมง

ไฮโดรเจลจะปล่อยยาได้นานถึง 50 ชั่วโมงจากการคำนวณ

ปริมาณยาเริ่มต้นคือ 100 มก และ.อัตราคงที่ 2 มก./ชั่วโมง จึงสามารถคำนวณหาจำนวนชั่วโมงที่สามารถปล่อยยาได้

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

มี ZnO NP อยู่ในสารละลาย 1 กรัม จากการคำนวณ

เนื่องจากมีสารละลาย อนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ ปริมาณ 2 ลิตร และมีความเข้นข้น 0.5 กรัมต่อลิตร จึงสามารถคำนวณปริมาณอนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์ที่อยู่ในสารละลายได้

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

ผลคะแนน 92.75 เต็ม 140

แท๊ก หลักคิด
แท๊ก อธิบาย
แท๊ก ภาษา