ตรวจข้อสอบ > พิสิษฐ์ โพธิ์ทอง > การแข่งขันความถนัดทางวิศวกรรมศาสตร์ ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (High School Engineering Aptitude Competition) > Part 1 > ตรวจ

ใช้เวลาสอบ 36 นาที

Back

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


โรคหัวใจและหลอดเลือดประเภทหลัก ๆ (CVD) ที่กล่าวถึงในบทความนี้มีอะไรบ้าง

หัวใจล้มเหลว

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

2


วัสดุชีวภาพใดที่มีลักษณะพิเศษในการจำรูปร่างและมักใช้ในขดลวด

โลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียม (นิทินอล)

Nitinol มีคุณสมบัติพิเศษในการจำรูปร่างและมีความยืดหยุ่นสูง

Nitinol เป็นโลหะผสมที่ประกอบด้วยนิกเกิลและไทเทเนียม มีคุณสมบัติที่สำคัญสองประการคือ ความสามารถในการจำรูปร่าง (Shape Memory) และคุณสมบัติยืดหยุ่นสูง (Superelasticity)

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

3


ประโยชน์หลักของการใช้ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเหนือขดลวดโลหะแบบดั้งเดิมคืออะไร?

การสนับสนุนชั่วคราวและการย่อยสลายอย่างค่อยเป็นค่อยไป

ขดลวดที่ย่อยสลายได้ช่วยให้หลอดเลือดสามารถฟื้นฟูการทำงานตามธรรมชาติได้ดีกว่าในระยะยาว เนื่องจากไม่มีวัตถุแปลกปลอมที่คงอยู่ในหลอดเลือด

ขดลวดที่ย่อสลายได้เป็นการพัฒนาต่อยอกจากขดลวแบบเดิม

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

4


ข้อเสียเปรียบหลักของขดลวดโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น PLA/PGA คืออะไร

ความแข็งแรงทางกลมีจำกัด

โพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้มักมีความแข็งแรงและความทนทานต่ำกว่าขดลวดโลหะ ซึ่งอาจทำให้ไม่สามารถค้ำยันหลอดเลือดได้อย่างเพียงพอในระยะเวลานาน

เนื่องจากเป็นโครงสร้างที่สร้างมาเพื่อให้ย่อยสลายได้จึงทำให้มีความแข็งแรงน้อยกว่าแบบเดิมซึ่งไม่สามารถย่อยสลายได้

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

5


วัสดุชีวภาพประเภทใดที่เหมาะกับความเข้ากันได้ทางชีวภาพในการใช้งานด้านหัวใจและหลอดเลือด

วัสดุชีวภาพเซรามิก

วัสดุชีวภาพเซรามิกถูกพัฒนาและนำมาใช้ในทางการแพทย์เนื่องจากมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพดี

Hydroxyapatite มักใช้ในการเคลือบพื้นผิวของขดลวดโลหะเพื่อเพิ่มความเข้ากันได้ทางชีวภาพและลดการเกิดปฏิกิริยาภูมิคุ้มกัน

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

6


ขดลวดเมมโมรีอัลลอยด์ได้รับการออกแบบให้คืนรูปทรงเดิมที่อุณหภูมิที่กำหนด หากการเปลี่ยนเฟสที่อุณหภูมิสูงของขดลวดเกิดขึ้นที่ 50°C จุดเปลี่ยนในหน่วยฟาเรนไฮต์คือเท่าใด

122°F

คำนวนจากสูตรการเปลี่ยนแปลงหน่วยอุณหภูมิ

F = (9/5*C) +32

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

7


ขดลวดที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจะลดลงในอัตรา 7% ต่อเดือน ถ้ามวลขดลวดเริ่มต้นคือ 120 กรัม หลังจากผ่านไป 4 เดือน มวลของขดลวดจะเป็นเท่าใด

90.43 กรัม

คำนวนจากสูตร

m(t) = m0 * (1 - r)^t

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

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

9


หากจำเป็นต้องปลูกถ่ายหลอดเลือดในหลอดเลือดแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 มม. และกราฟต์ขยายเป็น 1.8 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเดิม เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายของกราฟต์คือเท่าใด?

7.2 มม.

คำนวนจากสูตร

เส้นผ่านศูนย์กลางเดิม x อัตราขยาย

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

10


วัสดุชีวภาพโพลีเมอร์จะสลายตัวในอัตราสัดส่วนกับมวลที่เหลืออยู่ หากมวลเริ่มต้นคือ 150 กรัม และลดลงเหลือ 105 กรัมในหนึ่งเดือน ค่าคงที่การสลายตัว kkk เป็นเท่าใดหากสมมติจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง

0.357

คำนวนจากสูตร

dM/dt = -kM

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

11


ประโยชน์หลักของการใช้วัสดุนาโนในการรักษาบาดแผลคืออะไร?

การส่งมอบยาแบบกำหนดเป้าหมายและการปล่อยยาเป็นเวลานาน

วัสดุนาโนสามารถใช้เป็นระบบส่งมอบยาที่แม่นยำ โดยการนำส่งยาตรงไปยังตำแหน่งที่ต้องการในบาดแผล ช่วยลดผลข้างเคียงและเพิ่มประสิทธิภาพของการรักษา

การใช้วัสดุนาโนในการรักษาบาดแผลจึงมีความสามารถในการเพิ่มประสิทธิภาพการรักษา ลดความเสี่ยงของการติดเชื้อ และเร่งกระบวนการฟื้นฟูได้อย่างมีประสิทธิภาพ

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

12


วัสดุนาโนชนิดใดขึ้นชื่อในเรื่องฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่ดีเยี่ยมและความสามารถในการส่งเสริมการสมานแผล

อนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์

วัสดุนี้มีการศึกษาและพัฒนาเพื่อนำมาใช้ในทางการแพทย์ เนื่องจากสามารถช่วยในการรักษาบาดแผลและลดความเสี่ยงจากการติดเชื้อได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นาโนซิงค์ออกไซด์มีคุณสมบัติในการต้านจุลชีพและลดการอักเสบ รวมทั้งช่วยในการฟื้นฟูผิวหนังและส่งเสริมการสมานแผล

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

13


อะไรคือความท้าทายหลักที่เกี่ยวข้องกับวัสดุนาโนในการรักษาบาดแผล?

ความเป็นพิษและผลกระทบด้านลบที่อาจเกิดขึ้น

ของวัสดุนาโนในร่างกายยังคงเป็นปัญหาที่ต้องศึกษาอย่างละเอียด เนื่องจากอนุภาคนาโนสามารถเข้าไปในเซลล์และเนื้อเยื่อได้ง่าย ซึ่งอาจมีผลกระทบต่อสุขภาพระยะยาว

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

14


บทบาทของอนุภาคนาโนทองคำในการรักษาบาดแผลดังที่กล่าวไว้ในบทความคืออะไร?

ลดการอักเสบและส่งเสริมการสร้างเนื้อเยื่อใหม่

การลดการอักเสบ: การใช้อนุภาคนาโนทองคำช่วยลดการอักเสบในบาดแผล ซึ่งช่วยให้การฟื้นฟูเป็นไปได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

15


คุณสมบัติใดของวัสดุนาโนที่ช่วยให้สามารถโต้ตอบกับกระบวนการทางชีววิทยาในระดับเซลล์และโมเลกุลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ไม่มีข้อใดข้อหนึ่งข้างต้น

ไม่มีในตัวเลือก1-4

1. ขนาดเล็กและพื้นที่ผิวสัมผัสสูง: ขนาดของวัสดุนาโนมักอยู่ในช่วง 1-100 นาโนเมตร ซึ่งทำให้มีพื้นที่ผิวสัมผัสต่อปริมาตรมากกว่าวัสดุขนาดใหญ่กว่า นี่ทำให้วัสดุนาโนสามารถมีปฏิสัมพันธ์กับเซลล์และโมเลกุลได้ดีกว่า 2. การทำงานที่ระดับโมเลกุล: วัสดุนาโนสามารถออกแบบให้มีคุณสมบัติทางเคมีหรือฟิสิกส์ที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งสามารถสร้างปฏิกิริยาได้กับโมเลกุลเป้าหมายในระดับที่ละเอียดมาก เช่น การจับกับโปรตีนเฉพาะ 3. ความสามารถในการนำส่งสาร: วัสดุนาโนสามารถใช้เป็นระบบส่งมอบยา หรือสารอื่น ๆ ที่มีความแม่นยำสูง โดยการบรรจุและปล่อยสารออกฤทธิ์ไปยังบริเวณที่ต้องการในร่างกาย 4. คุณสมบัติทางชีวเคมีที่ปรับแต่งได้: การออกแบบวัสดุนาโนสามารถปรับแต่งคุณสมบัติทางชีวเคมี เช่น การสร้างลักษณะเฉพาะบนพื้นผิวเพื่อการจับตัวกับโมเลกุลหรือเซลล์เฉพาะ 5. การตอบสนองต่อสภาพแวดล้อม: วัสดุนาโนบางชนิดสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมทางชีวภาพ เช่น การเปลี่ยนแปลง pH หรืออุณหภูมิ ซึ่งช่วยในการปล่อยสารออกฤทธิ์อย่างมีประสิทธิภาพ 6. การกระตุ้นการตอบสนองทางชีวภาพ: วัสดุนาโนบางชนิดสามารถกระตุ้นการตอบสนองทางชีวภาพ เช่น การกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน หรือการกระตุ้นการเจริญเติบโตของเซลล์

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

คำนวณจากสูตร

มวลรวมของ AgNPs หารกับ อัตราการปล่อยไอออน

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

คำนวณจากสูตร

Q = mc*อัตราการเปลี่ยนแลงT

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

18


วัสดุนาโนโพลีเมอร์สลายตัวในอัตราสัดส่วนกับมวลที่เหลืออยู่ หากมวลเริ่มต้นคือ 50 กรัม และลดลงเหลือ 35 กรัมในหนึ่งเดือน ค่าคงที่การสลายตัว kkk เป็นเท่าใดหากสมมติจลนศาสตร์ลำดับที่หนึ่ง

0.300

M(t) = M0*e^(-kt)

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

19


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

50 ชั่วโมง

หารกัน

หารกัน

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

คำนวนจากสูตร

ปริมาณยาเริ่มต้น x อัตราการปล่อยยา

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

ผลคะแนน 80.6 เต็ม 140

แท๊ก หลักคิด
แท๊ก อธิบาย
แท๊ก ภาษา