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百「絲」莫解--黑棘蟻(Polyrhachis dives)蟻絲蛋白探秘

在蟻科(Formicidae)中的山蟻亞科(Formicinae)這個類群,終齡幼蟲會用絲腺分泌的獨特絲質纖維將本體包裹,形成蟲繭(cocoon),這本來是很容易讓人理解的,但是,棘山蟻屬(Polyrhachis)的工蟻卻能操控幼蟲使其將奈米纖維狀(nano fibors)的蟻絲蛋白塗布蟻巢內部形成膜狀物,這種由工蟻調控幼蟲改變棲息微環境的進化情形更甚南美洲的織工蟻,而且罕有人研究。本研究嘗試水解蟻絲蛋白進行各項試驗,另發展大量取得乾淨蟻絲蛋白膜的人工養殖技術,同時詳述黑棘蟻幼蟲吐絲的習性,以及利用工蟻來調整控制蟻絲蛋白膜的生成和成品的功效,讓蟻絲蛋白的研究,奠定發展的基礎。

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家鄉河流─磺溪研究

流經我家的河流─磺溪,是我們課餘經常嬉戲的地方,我不禁想,它是從那裡來的,又往那裡去?它與其它的河流有無不同的地方特色呢?於是我約同學一起來探討。 在我們研究探討中,我取了溪水回家飼養金魚,結果被認為潔淨的山泉卻使得魚兒死光光,我們猜測並非污染引起,因此做進一步的實驗,探討磺溪水質對生物的影響。

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拱橋

某日我看到學校旁邊的高架橋之時,忽然想起了中國古代的拱橋,想到古代的科技並不是很好,而其所能承載的重量卻也不見得比現在的橋差,所以我開始想到一橋的型狀是否會影響到它所能支撐的最大力量?如果不會的話,那中國的老祖先又為何要把橋做成彎曲的型狀呢?那如果會的話,它的曲率半徑和它所能支撐的最大力量之間又有什麼樣關係呢?所以我開始進行這個實驗。

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逐臭之夫─糞金龜

有一回,打開電視機,正想觀看卡通 『 庫洛魔法使 』 的時候,突然間看到一個廣告內容十分有趣,廣告主角是一枝極細鋼珠筆,為了強調這枝筆書寫流利、筆尖超細,就由一甲蟲推著小小的鋼珠,由下而上滾動到固定位置放好。心想這是廣告裡所捏造出來的昆蟲,還是真的有這種甲蟲存在,查一查家中的昆蟲圖鑑,似乎沒有這類昆蟲,只好向老師求助。經由老師的協助後,根據牠的行為推測這種昆蟲應該是糞金龜,可愛的長相、有趣的行為深深吸引我們,於是打定主意決定由牠當選生物科主角,以下是我們的研究報告。

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垃圾變黃金-以蝦蟹殼抽取甲殼質製成濾水器

在台灣,大部分家庭中都蠻重視飲用水的品質。R.O.逆滲透雖然能過濾掉水中所有的雜質,但是它把所有人體需要的微量礦物質也都去除了,所以對人體雖然沒有壞處但也沒有好處。而甲殼質除了可以去除大量的有機物並保留少量人體需要的礦物質之外,還可以去除重金屬、油脂、防霉抗菌、、、等。目前市面上的濾水器大都是由科技合成的濾心,而這些濾水器的濾心從製造到丟棄,對我們的環境都是一種負擔。所以我們想利用一種自蝦蟹殼抽取出的無污染、可再生及可循環利用的甲殼質,組合出適合我們使用的甲殼質環保濾水器。所以我們利用身邊隨手可得的蝦蟹殼及寶特瓶自製簡易濾水器。辛苦的得到甲殼質後,發現它的濾水效果非常好,既可以廢物利用又可以再回收使用,確實達到環保的要求。

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防蝕專家 - 聚苯胺

聚苯胺導電高分子的發展蓬勃迅速, 其應用也愈趨廣泛, 金屬防蝕為其可能應用之一。台灣四面環海, 工業發達, 造成金屬腐蝕損害嚴重。本文為探討聚苯胺導電高分子在鐵系金屬防蝕上之應用, 針對以下各點進行研究:( 1.) 探討導電高分子聚苯胺性質與合成方法( 2.) 探討聚苯胺導電原理( 3.)測試不同腐蝕條件下聚苯胺的防蝕效果( 4.)探討聚苯胺防蝕原理( 5.)各種氧化還原態聚苯胺防蝕效果之比較。實驗結果顯示塗布聚苯胺與未塗布聚苯胺之鐵系金屬( 生鐵、不鏽鋼、鍍鋅鐵)在3﹪ 氯化鈉、0.5M鹽酸、1M 鹽酸鹽酸溶液中之腐蝕狀況, 以鹼式中間氧化態聚苯胺( Emeraldinebase)最具防蝕效果。聚苯胺防蝕機構包含阻隔防護、腐蝕抑制劑、陽極保護、惰性化、形成保護性氧化物薄膜、阻礙離子擴散速率、電化學介面遷移等機構。\r 英文摘要:\r The development and application of the conducting polymer polyaniline is getting prosperous and popular. One of the applications is corrosion protection. Because Taiwan is surrounded by sea and the pollution of industry is more and more serious than before, the damage of corrosion is greater and should be properly controlled. In this paper, the authors attempted to study the effect of the corrosion protection of polyaniline in ferrous metal. This study could be divided into four parts: (1) the study of the property and synthesis methods for the conducting polymer polyaniline, (2) the conduction theory of the polymer polyaniline, (3) The corrosion protection effects of the polymer polyaniline under different corrosion situations, (4) the corrosion protection theory of the polymer polyaniline, and (5) the comparison of the corrosion protection effects of various polymer polyanilines. According to the experimental results, the Emeraldine-based polyaniline gets the best corrosion protection effect. The mechanism of corrosion protection may be the result of the following ones: barrier protection, corrosion inhibitor, anode protection, innobeling, chemical active layer, inhibition of diffusion rate, and the shift of electrochemical interface.

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終極密碼戰

記得有一天放學回家,第一件事就是把今天老師要我們寫的功課給完成。很幸運的,今天的回家作業很少,所以很快寫完啦!閒來無聊,打開電視機,找啊找,發現一個很吸引我的節目「魔術大全」。裡面正在表演撲克牌魔術,只見魔術師不一會兒的時間就把別人心中的牌找出來,並用「五鬼搬運術」把它放到整堆牌的第一張,真是讓我驚訝!經過一番推論與思考後,我認為「魔術一定都是騙人的把戲」,於是我便邀集了幾位同學一起研究,企圖破解這一項魔術技巧。在研究的途中,我們遇到了一些困難,所以我們就一起向老師請教,經由改進實驗方式之後,我們便成功的開發了新的魔術技巧,創造了比電視上更厲害、更令人感到不可思議的魔術,讓我們登上了「世上最年輕的魔術家」的寶座!!!!

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琴聲叮叮咚

我們以聲頻分析儀測量對木材的振動頻率,首先探討木材置放於不同溫度時的頻率變化,找出使木材振動頻率達穩定的最佳條件,並探究其原因。其次,藉由測量不同長、寬、厚度木材的振動頻率,歸納出木材振動頻率與其長、寬、厚度的關係方程式,由此關係方程式,發展出製造標準音高木條的流程。接著,我們以分貝儀測量木材的振動響度,探討木條在不同支撐位置的響度變化,找出有最大響度的支撐位置。另外,我們以氣柱共鳴法,探討不同振動頻率木條的共鳴管長度,並找出影響共鳴管長度的因素。最後,綜合我們的研究成果,完成一具高準確、響度足夠的木製打擊樂器。

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棉花糖製造機

自己也可以做出香香甜甜像白雲一樣的棉花糖喔!只要準備馬達、飲料鋁罐、糖和酒精燈…,在罐子上打上一些小洞,鋁罐一旋轉,鋁罐中燒融的糖漿就會從小洞噴出一絲一絲的棉花糖了。在這個研究中,我們不斷的改良棉花糖製造機及提升製作棉花糖的技術,我們也以(1)洞的高低,(2)洞的數目,(3)糖的種類,三個變因來探討如何做出最多的棉花糖。我們發現將 300 個洞打在鋁罐低處,並使用冰糖可以做出最多的棉花糖,但是做棉花糖的技術也是重要的關鍵。

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「角」盡腦汁

在數學課中因為介紹多邊形,讓我們引發對形狀的興趣,再加上學校宣傳物—正十二面體存錢筒的接觸,使我們展開了對正多邊形在平面上和空間上的研究。我們研究了正多邊形在平面上與空間中的組合問題。研究後發現只有正三角形、正方形、正六邊形等圖形,因為其內角角度數是360 的因數,所以可構成平面;一層一層的平面圖形所需要正多邊形個數記算方式,推論如下:正三角形【(3n2-3n) ÷2】+1;正四邊形【(4 n2 -4n) ÷2】+1;正六邊形3n2-3n+1,此結果可讓我們運用在地磚的鋪設上。而可構成正多面體的條件是正多邊形的單一內角角度3 以上的整數倍須小於360°,實驗結果發現只有正三角形可構成正四面體、正八面體、正二十面體;正四邊形可構成正六面體;正五邊形可構成正十二面體,此研究在建築界有很大的幫助。

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愛到最高點不讓你溜走─溜溜球迴升高度的研究和應用

天黑的時候,小弟興沖沖回來,嚷叫著我與小玲看它表演大衛魔術,眼看著他把手中的東西一放,一個圓形的輪盤從一條繩子滑溜下來,接著上去又下來,反覆多次仍不停止,好好玩的束西!到底它是誰呢?為何滑溜下去還能爬上來,在滑動的過程裡為什麼會有清脆的響聲呢?好奇怪喔!到底它的肚子蘊藏什麼玄機呢?我們問道;小明說它叫“溜溜球”。

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探索有趣的正多面體

四下的數學課本中,所介紹的正方體,是由 6 個一樣大的正方形所組合而成。它和元宵節時我所看到的一個外型像足球的燈籠一樣,外型都是由正多邊形所組合而成。我將我的發現告訴老師,老師認為我觀察得很仔細,值得鼓勵,同時,她還告訴我,這兩個都是屬於正多面體。因此,引發了我對正多面體的好奇。在周、邱、陳三位同學的支持下,閒始了我們的探索活動。

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