ตรวจข้อสอบ > นพธนันท์ บุตรหวาน > การแข่งขันความถนัดทางวิศวกรรมศาสตร์ ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (High School Engineering Aptitude Competition) > Part 1 > ตรวจ

ใช้เวลาสอบ 18 นาที

Back

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


โรคหัวใจและหลอดเลือดประเภทหลัก ๆ (CVD) ที่กล่าวถึงในบทความนี้มีอะไรบ้าง

จากทั้งหมดที่กล่าวมา

โรคเหล่านี้สามารถมีผลกระทบที่ร้ายแรงต่อสุขภาพและชีวิตประจำวันได้ ดังนั้นการรักษาและป้องกันจึงเป็นสิ่งสำคัญ

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

2


วัสดุชีวภาพใดที่มีลักษณะพิเศษในการจำรูปร่างและมักใช้ในขดลวด

โลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียม (นิทินอล)

วัสดุนี้มีความสามารถในการจำรูปร่าง (shape memory) ซึ่งหมายความว่าสามารถเปลี่ยนรูปร่างในสภาวะแวดล้อมที่แตกต่างกันและกลับคืนสู่รูปร่างเดิมเมื่อได้รับความร้อนหรือการกระตุ้นอื่น ๆ นอกจากนี้ นิตินอลยังมีคุณสมบัติการยืดหยุ่นสูง ที่ทำให้สามารถทนต่อการบิดงอและแรงดันได้ดี

คุณสมบัติทั้งสองนี้ทำให้นิตินอลเป็นวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการใช้ในขดลวดในทางการแพทย์ เช่น ขดลวดสำหรับการขยายหลอดเลือด ซึ่งสามารถใช้ในการรักษาโรคหลอดเลือดหัวใจที่ตีบหรือตัน นอกจากนี้ยังมีการใช้นิตินอลในเครื่องมือแพทย์อื่น ๆ เช่น ไม้บรรทัดสำหรับการผ่าตัดและเครื่องมือที่ใช้ในการจัดฟัน

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

3


ประโยชน์หลักของการใช้ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเหนือขดลวดโลหะแบบดั้งเดิมคืออะไร?

การสนับสนุนชั่วคราวและการย่อยสลายอย่างค่อยเป็นค่อยไป

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

4


ข้อเสียเปรียบหลักของขดลวดโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น PLA/PGA คืออะไร

ค่าใช้จ่ายที่สูง

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

5


วัสดุชีวภาพประเภทใดที่เหมาะกับความเข้ากันได้ทางชีวภาพในการใช้งานด้านหัวใจและหลอดเลือด

วัสดุชีวภาพไฮบริด

การเลือกใช้วัสดุชีวภาพในงานด้านหัวใจและหลอดเลือดจะขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งานเฉพาะและความต้องการทางการแพทย์เฉพาะด้าน

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

6


ขดลวดเมมโมรีอัลลอยด์ได้รับการออกแบบให้คืนรูปทรงเดิมที่อุณหภูมิที่กำหนด หากการเปลี่ยนเฟสที่อุณหภูมิสูงของขดลวดเกิดขึ้นที่ 50°C จุดเปลี่ยนในหน่วยฟาเรนไฮต์คือเท่าใด

122°F

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิจากเซลเซียส (°C) เป็นฟาเรนไฮต์ (°F) สามารถทำได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้: °F = (°C \times \frac{9}{5}) + 32 จากข้อมูลที่มี อุณหภูมิเปลี่ยนเฟสที่อุณหภูมิสูงของขดลวดคือ 50°C ดังนั้น: °F = (50 \times \frac{9}{5}) + 32 การคำนวณ: °F = (50 \times 1.8) + 32 °F = 90 + 32 °F = 122 จุดเปลี่ยนในหน่วยฟาเรนไฮต์คือ 122°F

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

7


ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจะลดลงในอัตรา 7% ต่อเดือน ถ้ามวลขดลวดเริ่มต้นคือ 120 กรัม หลังจากผ่านไป 4 เดือน มวลของขดลวดจะเป็นเท่าใด

92.12 กรัม

M_t = M_0 \times (1 - r)^t โดยที่: • M_t คือ มวลหลังจาก t เดือน • M_0 คือ มวลเริ่มต้น (120 กรัม) • r คือ อัตราการลดลงต่อเดือน (7% หรือ 0.07) • t คือ จำนวนเดือน (4 เดือน) แทนค่าลงในสูตร: M_t = 120 \times (1 - 0.07)^4 คำนวณทีละขั้นตอน: M_t = 120 \times (0.93)^4 คำนวณ (0.93)^4 : (0.93)^4 \approx 0.751 แทนค่าที่ได้: M_t = 120 \times 0.751 M_t \approx 90.12 ดังนั้น มวลของขดลวดหลังจากผ่านไป 4 เดือนจะเหลือประมาณ 90.12 กรัม

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

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

9


หากจำเป็นต้องปลูกถ่ายหลอดเลือดในหลอดเลือดแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. และกราฟต์ขยายเป็น 1.8 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเดิม เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายของกราฟต์คือเท่าใด?

7.2 มม.

\text{เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้าย} = \text{เส้นผ่านศูนย์กลางเดิม} \times 1.8 แทนค่าลงในสูตร: • เส้นผ่านศูนย์กลางเดิม = 4 มม. ดังนั้น: \text{เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้าย} = 4 \times 1.8 \text{เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้าย} = 7.2 \text{ มม.} ดังนั้น เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายของกราฟต์คือ 7.2 มม.

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

10


วัสดุชีวภาพโพลีเมอร์จะสลายตัวในอัตราสัดส่วนกับมวลที่เหลืออยู่ หากมวลเริ่มต้นคือ 150 กรัม และลดลงเหลือ 105 กรัมในหนึ่งเดือน ค่าคงที่การสลายตัว kkk เป็นเท่าใดหากสมมติจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง

0.357

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

11


ประโยชน์หลักของการใช้วัสดุนาโนในการรักษาบาดแผลคืออะไร?

เพิ่มคุณสมบัติทางกลและความเสถียร

การใช้วัสดุนาโนในการรักษาบาดแผลจึงเป็นการนำเทคโนโลยีที่ทันสมัยมาปรับใช้ในการดูแลและรักษาบาดแผลอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

12


วัสดุนาโนชนิดใดขึ้นชื่อในเรื่องฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่ดีเยี่ยมและความสามารถในการส่งเสริมการสมานแผล

อนุภาคนาโนเงิน

นาโนซิลเวอร์จึงเป็นวัสดุที่ใช้ในผลิตภัณฑ์รักษาบาดแผลและวัสดุทางการแพทย์ต่าง ๆ เนื่องจากคุณสมบัติต้านเชื้อและการส่งเสริมการสมานแผลอย่างมีประสิทธิภาพ

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

13


อะไรคือความท้าทายหลักที่เกี่ยวข้องกับวัสดุนาโนในการรักษาบาดแผล?

ความเป็นพิษและผลกระทบด้านลบที่อาจเกิดขึ้น

การแก้ไขปัญหาเหล่านี้ต้องใช้การวิจัยและการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อให้วัสดุนาโนสามารถนำมาใช้ในการรักษาบาดแผลได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

14


บทบาทของอนุภาคนาโนทองคำในการรักษาบาดแผลดังที่กล่าวไว้ในบทความคืออะไร?

ลดการอักเสบและส่งเสริมการสร้างเนื้อเยื่อใหม่

การใช้อนุภาคนาโนทองคำในการรักษาบาดแผลช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการรักษาและลดความเสี่ยงของการติดเชื้อ โดยทำให้กระบวนการรักษาเร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

15


คุณสมบัติใดของวัสดุนาโนที่ช่วยให้สามารถโต้ตอบกับกระบวนการทางชีววิทยาในระดับเซลล์และโมเลกุลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อัตราส่วนพื้นผิวต่อปริมาตรสูงและคุณสมบัติพื้นผิวที่ปรับแต่งได้

คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้วัสดุนาโนเป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพในการนำไปใช้ในงานด้านชีววิทยาและการแพทย์ โดยช่วยในการพัฒนาเทคโนโลยีการรักษาและการตรวจสอบที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

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

ใช้สูตรในการคำนวณ: \text{จำนวนวัน} = \frac{\text{มวลรวมของ AgNPs}}{\text{อัตราการปล่อยไอออนเงินต่อวัน}} แทนค่าลงในสูตร: \text{จำนวนวัน} = \frac{10 \text{ มก.}}{0.5 \text{ มก./วัน}} คำนวณ: \text{จำนวนวัน} = 20 \text{ วัน} ดังนั้น น้ำสลัดจะมีประสิทธิภาพในการปล่อยไอออนเงินได้ 20 วัน

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 = mc\Delta T โดยที่: • Q คือ ปริมาณความร้อน (Joules, J) • m คือ มวลของอนุภาคนาโน (grams, g) • c คือ ความจุความร้อนจำเพาะ (J/g°C) • \Delta T คือ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ (°C) แทนค่าลงในสูตร: • m = 5 g • c = 0.129 J/g°C • \Delta T = 37°C - 25°C = 12°C ดังนั้น: Q = 5 \times 0.129 \times 12 คำนวณ: Q = 5 \times 1.548 Q = 7.74 ดังนั้น ต้องใช้ความร้อน 7.74 Joules (J) เพื่อเพิ่มอุณหภูมิของอนุภาคนาโนทองคำจาก 25°C เป็น 37°C

Q = mc\Delta T

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

18


วัสดุนาโนโพลีเมอร์สลายตัวในอัตราสัดส่วนกับมวลที่เหลืออยู่ หากมวลเริ่มต้นคือ 50 กรัม และลดลงเหลือ 35 กรัมในหนึ่งเดือน ค่าคงที่การสลายตัว kkk เป็นเท่าใดหากสมมติจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง

0.165

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

19


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

50 ชั่วโมง

โดยที่: • ปริมาณยาเริ่มต้น = 100 มก. • อัตราการปล่อยยา = 2 มก./ชั่วโมง

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

แทนค่าลงในสูตร: \text{มวลของ ZnO NP} = 0.5 \text{ กรัม/ลิตร} \times 2 \text{ ลิตร} คำนวณ: มวลของ ZnO NP = 1 กรัม ดังนั้น จะมี ZnO NP อยู่ในสารละลาย 1 กรัม

สูตร ZnO NP = x โดยที่: • ความเข้มข้น = 0.5 กรัม/ลิตร • ปริมาณสารละลาย = 2 ลิตร

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

ผลคะแนน 55.85 เต็ม 140

แท๊ก หลักคิด
แท๊ก อธิบาย
แท๊ก ภาษา