ตรวจข้อสอบ > ณัฐลักษณ์ วิทยาเกษมสันต์ > การแข่งขันความถนัดทางวิศวกรรมศาสตร์ ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (High School Engineering Aptitude Competition) > Part 2 > ตรวจ

ใช้เวลาสอบ 34 นาที

Back

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


ข้อได้เปรียบหลักของการใช้สารคอนทราสต์แบบออร์แกนิกที่เหนือกว่าสารคอนทราสต์ที่ใช้แกโดลิเนียมแบบดั้งเดิม (GBCA) ใน MRI คืออะไร

ความเป็นพิษต่ำ

สารออกแกนิกที่นำมาใช้มีความเป็นพิษต่ำกว่าแกโดเลเนียมที่เป็นโลหะหนัก อ้างอิงจากหัวข้อที่ 1 GD(III) มีความเป็นพิษและยังสามารถเข้าไปสะสมในกระดูกและสมองได้ 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

2


คุณสมบัติใดของเดนไดเมอร์ที่ทำให้พวกมันเหมาะสมเป็นโครงสำหรับสารคอนทราสต์แบบออร์แกนิก

โครงสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ที่กระจายตัวเดี่ยวและมีการกำหนดไว้อย่างดี

dendrimer เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่สามารถกระจายตัวแบบเดี่ยว ๆ ได้ดี ซึ่งทำให้มันสามารถแพร่ออกได้ทั่วในส่วนของร่างกายซึ่งเหมาะแก่การใช้เป็นสารทึบรังสี (สารคอนทราสต์) รวมถึงสามารถดัดแปลงโครงสร้างเคมีได้ง่าย เอกสารที่แนบมานี้เป็นการรวบรวมการพัฒนาสารทึบรังสีจากสารอินทรีย์ โดยใช้ dendrimer เป็นฐานโครงสร้างในการพัฒนา อ้างอิงจากหัวข้อที่ 2 ที่กล่าวถึงบทบาทของ dendrimers 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

3


ไนตรอกไซด์ที่ใช้กันทั่วไปในบริบทของสารทึบรังสี MRI คืออะไร

การเพิ่มความเข้มของสัญญาณโดยการลดระยะเวลาการผ่อนคลาย T1 ให้สั้นลง

สารทึบรังสีจะเข้าไปทำให้เกิดสนามแม่เหล็กในช่องว่างในร่างกายคน ซึ่งเราถ่ายภาพ MRI โดยอาศัยสนามแม่เหล็กนั้น ซึ่งผลของสนามแม่เหล็กจะทำให้นิวเคลียสเนื้อเยื่อรอบสารทึบรังสีเกิดสนามแม่เหล็กชั่วคราวขึ้นและทำให้ในภาพถ่าย MRI เห็นเป็นสีทึบ หน้าที่ของ nitroxides คือเข้าไปทำให้ระเวลาที่นิวเคลียสในเนื้อเยื่อใช้ในการเข้าสู่สภาวะปกติลดลง หรือก็คือทำให้เกิดเร็วขึ้น ส่งผลให้ภาพ MRI ชัดขึ้น อ้างอิงจาก introduction 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

4


เดนดไรเมอร์ประเภทใดที่สามารถทำงานได้อย่างสมบูรณ์กับอนุมูล TEMPO และศึกษาสำหรับสารทึบรังสี MRI

PPH เดนไดรเมอร์

เป็นผลจากการศึกษาของ Jose' Vidal และคณะ ในปี 2014 และมีการอ้างถึงในเอกสารหัวข้อที่ 2 อ้างอิงจากหัวข้อที่ 2 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

5


ไนตรอกไซด์เผชิญกับความท้าทายอะไรบ้างที่จำกัดการใช้อย่างแพร่หลายในฐานะสารทึบแสงของ MRI

ความสามารถในการละลายน้ำต่ำ

nitroxide เป็นสารที่มี hydrophilicity (ความชอบน้ำ) ต่ำ ซึ่งทำให้เป็นอุปสรรคในการนำไปใช้เป็นสารทึบรังสีเนื่องจากสารทึบรังสีมักฉีดผ่านทางหลอดเลือดดำ จากสมบัติของ nitroxide dendrimers ที่มี nitroxide ที่ผิวจึงละลายในเลือดได้ไม่ดีเท่าที่ควร อ้างอิงจากหัวข้อที่ 3 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

6


สารคอนทราสต์ที่ใช้เดนไดเมอร์ประกอบด้วย 48 เรดิคัล TEMPO โดยแต่ละเรดิคัลมีส่วนช่วย 0.14 mM ⁻ ¹ s ⁻ ¹ เพื่อ ความ ผ่อนคลาย ความผ่อนคลาย โดยรวมของสารคอนทราสต์ที่ใช้เดนดไรเมอร์นี้คืออะไร ?

6.7 มิลลิโมลาร์ ⁻ ¹ วินาที ⁻ ¹

radical ละ 0.14 ดังนั้น 48 radical จึงช่วย 0.14*48 = 6.72 เทียบบัญญัติไตรยางค์ 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

7


หากเดนไดเมอร์รุ่นที่สี่ที่มีอนุมูล PROXYL 32 ตัวมี ค่าความผ่อนคลาย ที่ 5 mM ⁻ ¹ s ⁻ ¹ ค่า ความผ่อนคลาย ต่ออนุมูล PROXYL เป็น เท่าใด

0.15 มิลลิโมลาร์ ⁻ ¹ วินาที ⁻ ¹

32 ตัวรวมกันได้ 5 ดังนั้น 1 ตัว มี 5/32= 0.156 เทียบบัญญัติไตรยางค์ 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

8


สารทึบรังสีที่ใช้ MRI ที่ใช้เดนไดเมอร์จะปลดปล่อยความรุนแรงของมันที่อัตรา 0.5 มิลลิโมลาร์/วัน หากความเข้มข้นเริ่มต้นของอนุมูลคือ 10 mM จะใช้เวลากี่วันเพื่อให้ความเข้มข้นลดลงเหลือ 2 mM

16 วัน

ตั้งสมการ 10-(n*0.5)=2 n=16 สารตั้งต้นลดลงวันละ 0.5 mM ดังนั้นปริมาณที่ลดลงใน n วันคือ 0.5*n 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

9


หาก ความผ่อนคลาย ของเดนดริเมอร์ G1-Tyr-PROXYL คือ 2.9 mM ⁻ ¹ s ⁻ ¹ และค่าความผ่อนคลายของ Gd-DTPA คือ 3.2 mM ⁻ ¹ s ⁻ ¹ อะไรคือเปอร์เซ็นต์ของ ความผ่อนคลาย ระหว่างสารทั้งสอง?

9.4%

dendrimers G1-Tyr-PROXYL มีความผ่อนคลายน้อยกว่า Gd-DTPA อยู่ 3.2-2.9 = 0.3 ซึ่งคิดเป็น 9.375% ของ Gd-DTPA เปรียบเทียบความต่างของค่าความผ่อนคลายของ dendrimer ข้างต้น กับ Gd-DTPA ซึ่งเป็ฯสารทึบรังสีจากโลหะ Gd โดยเทียบเป็น percent ของGd-DTPA 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

10


โครงเดนไดเมอร์ช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายน้ำโดยการติดโซ่ PEG หากเดนไดเมอร์ดั้งเดิมมีความสามารถในการละลายอยู่ที่ 5 กรัม/ลิตร และการติด PEG จะทำให้ความสามารถในการละลายเพิ่มขึ้น 60% ความสามารถในการละลายใหม่ของเดนไดเมอร์จะเป็นเท่าใด

8 ก./ล

เพิ่มขึ้น 60% ดังนั้นของใหม่มี 160% 160% ของ 5g/L = 8g/L 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

11


เหตุผลหลักในการใช้ไดนามิกแอมพลิฟายเออร์แฟกเตอร์ (DAF) ในการวิเคราะห์สะพานโครงเหล็กคืออะไร

เพื่อชดเชยผลกระทบจากความล้มเหลวของสมาชิกอย่างกะทันหัน

เป้าหมายของผู้วิจัยคือการหาสมการที่อธิบายผลของแต่ละองค์ประกอบ (member = สมาชิก) ต่อการพังทลายของสะพานเหล็ก โดยเปรียบเทียบการรับแรงแบบคงที่นาน ๆ กับการรับแรงแบบกระทันหัน จากเป้าหมายของงานที่บอกใน abstract 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

12


วิธีใดที่แต่ก่อนใช้ในการคำนวณ DAF สำหรับสะพานโครงเหล็ก และเหตุใดจึงถือว่าอนุรักษ์นิยม

โมเดลอิสระระดับเดียวเนื่องจากถือว่า DAF คงที่

แบบเดิมให้ระบบสะพานเหล็กใน 1 degree of freedom ซึ่งไม่ตรงกับระบบในความเป็นจริงทีมีหลาย degree of freedom เพราะสามารถเกิดการพังได้จากหลายจุด จาก introduction 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

13


อัตราส่วนการหน่วงที่ใช้กันทั่วไปในการคำนวณ DAF ทั่วไปสำหรับสะพานโครงเหล็กคือเท่าใด

5%

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

14


ในบริบทของการศึกษานี้ สมการเชิงประจักษ์ของ DAF ขึ้นอยู่กับอะไรเป็นหลัก

ความเค้นบิดสูงสุด

การคำนวณใช้ ความเค้นสูงสุดโดย static linear elastic analysis อ้างอิงจากวิธีการศึกษาของผู้วิจัย 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

15


การรับน้ำหนักประเภทใดที่ได้รับการพิจารณาในการวิเคราะห์การพังทลายแบบก้าวหน้าของสะพานโครงเหล็ก

การโหลดแบบคงที่และการโหลดแบบไดนามิก

ศึกษาสองแบบคือรับแรงนาน ๆ คงที่ กับแบบกระทันหัน (dynamic) จากเป้าหมายของผู้วิจัย 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

16


ชิ้นส่วนในสะพานโครงเหล็กแตกหักและทำให้เกิดความเครียดไดนามิกสูงสุด 450 MPa หากความเค้นครากของชิ้นส่วนคือ 315 MPa ค่าปัจจัยการขยายเสียงแบบไดนามิก (DAF) จะขึ้นอยู่กับความเครียดจะเป็นเท่าใด

1.42

DAF คืออัตราส่วนระหว่างความเค้นสูงสุดแบบ dynamic ต่อแบบ static DAF คืออัตราส่วนระหว่างความเค้นสูงสุดแบบ dynamic ต่อแบบ static 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

17


หากความเค้นสถิตสูงสุดในชิ้นส่วนสะพานหลังจากการแตกหักคือ 280 MPa และความเครียดแบบไดนามิกที่สอดคล้องกันคือ 392 MPa แล้ว Dynamic Amplification Factor (DAF) คืออะไร

1.40

DAF คืออัตราส่วนระหว่างความเค้นสูงสุดแบบ dynamic ต่อแบบ static DAF คืออัตราส่วนระหว่างความเค้นสูงสุดแบบ dynamic ต่อแบบ static 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

18


ส่วนประกอบของสะพานมีความเค้นครากที่ 250 MPa ในระหว่างเหตุการณ์แบบไดนามิก ความเครียดสูงสุดถึง 375 MPa อัตราส่วนความเครียด (𝜎 𝑑𝑦𝑛𝑎𝑚𝑖𝑐 / 𝜎 𝑦𝑖𝑒𝑙𝑑) คืออะไร

1.5

หาอัตราส่วนของสองค่า 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

19


หากโมดูลัสของ Young ของวัสดุขดลวดคือ 200 GPa และความเค้นที่ใช้คือ 50 MPa ความเครียดที่ขดลวดประสบจะเป็นเท่าใด?

0.00025

young modulus คือความชันของ stress-strain curve หรือก็คือ stress/strain young modulus คือความชันของ stress-strain curve หรือก็คือ stress/strain 7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

20


คุณสมบัติทางกลที่ช่วยให้มั่นใจว่าขดลวดยังคงมีความยืดหยุ่นและมั่นคงในหลอดเลือดคืออะไร?

ความยืดหยุ่น

7

-.50 -.25 +.25 เต็ม 0 -35% +30% +35%

ผลคะแนน 100.6 เต็ม 140

แท๊ก หลักคิด
แท๊ก อธิบาย
แท๊ก ภาษา