第53屆--民國102年

利用車前草以「打汁過濾法」萃取葉綠素液，再以100毫升+4克洋菜粉比例製作葉綠素膠作為電解質。以銅片(4cm×1.5cm)為正極、鋅片(4cm×1.5cm)為負極，有最好的發電效率(0.828V、0.72mA)。串聯5組電池，可讓LED燈持續發光66小時，滴水後亦能持續發光。顯示利用平時視為雜草的植物，也可作為新一代的能源

本研究深入探討影響骨牌倒下的原理，發現要使骨牌倒下，施給骨牌的外力(F)x擊中點高度(h)，其力矩要大於重力Gx底面厚度的一半(1/2 S)，也就是Fxh > mgx1/2 S。另外，經過高速攝影機的拍攝分析，我們了解每塊骨牌倒下時，具有的動能都比前一塊骨牌大，速度也會越來越快，且就單塊骨牌來說，轉動速度也是越來越快的。撞擊力道越強，倒下的總時間越短，但撞擊力道會被每塊骨牌的抗力所抵銷，在骨牌3撞擊4之後即不受撞擊力道影響。骨牌越重，倒下時產生的力矩越大，倒下時間越短。骨牌大小比例以6:3:1最好，可以兼具速度與穩定性。重心降低、間距縮小，是爬坡成功的主要關鍵。間距為前一塊骨牌高度0.35倍~0.75倍，足以推倒實驗中不同質量的骨牌，其中間距為0.5倍高度產生的力矩最大。

燃料電池擁有環保、省電、節能減碳、乾淨能源的特性。我們使用碳棒(鉛筆筆芯、石墨棒)進行研究。實驗的變因有不同水溶液、電極棒間的距離、不同的電解電壓、電解質濃度變化、筆芯成份、並聯石墨棒、粗細不同碳棒進行觀察。討論電解食鹽水時，＋、－極各成酸與鹼的變化，其中以紫色高麗菜汁的顯色效果最好。電解水(食鹽、氫氧化鈉)的過程就是對燃料電池充電。實際的環保過程是可以用太陽能板來進行充電。充電完自然可以將電力拿出來應用。加入吸水高分子來延長燃料電池的電力。過程中我們也製作多種的實驗器具，方便我們進行研究。最後有兩款教具費用低廉，特別是水族水管連接的電解水裝置，最容易操作使用！

長久以來校園安全一直是大家最為關注的話題，但是幅員廣大的校園仍舊暗藏許多危機。多數民眾大都以為裝了監視器便能解決此一問題，殊不知一般的監視器大多採定點固定的方式架設，監看的範圍較為侷限，而且往往都會有看不到的死角。於是我們思考著，何不將資訊科技結合自動化裝置，把固定式監視器變成可移動式監視器。如此一來，不僅可以節省校園巡視所花費的人力成本，還可以應用在中小學教室的課堂巡察。實驗結果顯示，我們所設計的遠端遙控巡堂自走車，不僅能夠以循軌跡方式依照預設之教室路線做課堂巡察；還能夠以遠端遙控方式，直接在螢幕端控制自走車做即時監看、或錄影。相信有了這部自走車，校園安全能真正地落實，解決看不到死角的問題。

釀造米酒，剩餘大量的酒粕，我們將它廢物利用，以不同比例的酒粕添加進吐司（0%、5%、10%、15%、20%、25%），探討酒粕加入吐司後的影響。經由實驗結果可知，不同酒粕比例的吐司儲存一週，發現酒粕添加量愈多，愈不容易生長黴菌。因此添加酒粕有助於儲藏及延緩吐司生長黴菌；體積方面，酒粕的添加量低於20%以下並沒有明顯改變，但添加至25%酒粕則有明顯的體積不足現象；而隨著酒粕添加比例愈多，吐司顏色愈深。再來我們觀察吐司的組織，發現加入愈多酒粕，其組織孔洞愈大。最後進行消費者喜好品評試驗，得知以5、10%的酒粕添加量較為大眾喜愛，因此酒粕吐司不失為一項具有營養價值的健康美食，同時也具抑菌效果，更能延長鑑賞期。

看到報導及聽老師補充「酶」的觀念後，讓我們想深入研究水果中的維生素C、消化酶、pH值等相關問題。利用碘液滴定果汁溶液推測各種水果中維生素C的含量；以本氏液隔水加熱來推測各種水果中的澱粉酶含量，以鹼性硫酸銅溶液來推測各種水果的蛋白酶含量，並用光電比色計藉由定量溶液的濃度間接佐證上述澱粉酶及蛋白酶的含量；以蘇丹Ⅲ試劑來推測各種果汁的脂肪酶含量。並操縱溫度、pH值、添加物等變因，探討其如何影響果汁中的酵素活性。所選用水果均測出含有維生素C、澱粉酶、蛋白酶、脂肪酶，其中木瓜和鳳梨含有上述酵素較多，柳丁、芭樂、檸檬則含有大量維生素C。水果中的酵素會受到溫度及添加物的影響較大，pH值則對水果的酵素活性影響較小。

在建築工地施工中，各種問題都可能遇到，水管的裝設是一項必要工程，我們針對水管切割設計，主要是在箍筋內的水管鋸切，由於鋼筋限制了空間大小，要將水管鋸斷不易，尤其是大管徑的排水管。我們設計從水管端面伸入水管內部鋸切的機構，透過這樣的機構可以鋸切不同長度及直徑的水管。機構設計分為圓管固定機構、鋸切刀具動作機構設計、傳動機構設計及外部進刀加工控制機構四部分。圓管固定是利用同動三爪夾持，可以讓機構固定在水管中心；鋸切機構從原本設計的切槽刀改為圓刀刃，可以讓切割斷面更平整；原本傳動機構是以手提電鑽做為動力源，可是切削阻力太大導致無法切割，經修改為手動方式可以順利切割水管，同時轉動把手只需要旋轉擺動大於90度，就可以順利切割水管；外部進刀加工機構經過幾種設計測試後，使用寸動機構可以讓操作更容易。經過實際測試鋸切狀況，功能能達到設計的要求。

為達到省力且不傷羽毛的大量撿球技術，我們開始進行資料的收集以及實際的測試。針對羽球的特性進行分析後，發現因羽球的重心因素，導致其掉落時，呈現底部朝下的狀態，並且產生偏置的現象，會造成收集上的困難。為克服羽球掉落時位置不固定的問題，因此我們開始思考如何對羽球進行「整列」的動作。本組以實際操作，分別七個動作，清楚說明整列動作、力學原理及拋物線收集。過程中我們運用羽球的重心、簡單的斜板力學原理，以達成省力收集羽球的目標。在模型、成品製作的過程中，我們也學習到手工具的應用，各式材料的使用與加工方式、了解其內涵與體會到製造設計的精神，未來，可大量應用在生活上的收集整列機器上。

我們利用化學課本上製氧的方法，設計製造及收集氧氣的儀器，再依照活性碳在水中吸附氣體的方式，測試其吸附氧氣的能力，結果以茶渣、橘子皮、磁磚及咖啡渣為最佳吸附劑，因此以這四種製造氣體吸收劑。我們由實驗測試有孔洞的廢棄物可以吸附氣體。我們實驗結果顯示，應用自製的廢氣吸收劑，配合嚴密的攔阻設計，可有效降低空氣中的廢氣，進一步減緩地球暖化及空氣污染。

隨著大眾對生活品質的要求逐漸提升，有關防噪音的裝置已成為生活上不可或缺的設施。本研究在藉由對古代「空甕砌牆」隔音技術之文獻探討後，以探究空甕外部及內部的相關因素之隔音效果。研究結果顯示，空甕數量愈多、空甕厚度愈厚、甕口口徑愈大時，會有較佳的隔音效果，在空甕的擺放位置上以×字形的隔音效果較好，甕口的形狀上以正方形的隔音效果較好，空甕內填塞物的空隙率愈小隔音效果會較好，空甕間有連通也會有較佳的隔音效果。最後我們也建議，日常生活中有許多類似空甕的物品也可環保回收拿來替代價錢比較貴的空甕，除了可做為隔音牆使用之外，也可設計成裝置藝術做為美化環境用。