全國中小學科展

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第53屆--民國102年

染色密碼—紅棕殺手NO2的偵測

二氧化氮對人體是有害的氣體(參考資料1),特別是對呼吸系統有危害。而NO2濃度為9.4mg/m3(5 ppm)的空氣中暴露10分鐘,即可造成呼吸系統失調。 所以我們找到有效的NO2的偵測劑與吸附劑:Griess reagent,當其吸附NO2後會產生深淺不一的玫瑰紅顏色,並且Griess reagent在空氣中、高溫中都很穩定,只有在光照時會慢慢失效。根據比色法我們也發現Griess reagent其吸收率亦會隨NO2之濃度升高而有逐漸上升的跡象,並且我們也根據比色法測量出汽、機在發動瞬間與發動一段時間後,廢氣中NO2含量有明顯的差異,我們推測可能與觸媒轉換器的轉化溫度有關。我們也將Griess reagent加入洋菜粉中製作成果凍,並將其定形成為Griess reagent的貼片(GR貼片),可以更加方便攜帶與使用,幫助人們有更便利的方式來偵測二氧化氮。

「甕中捉音」-古代「空甕砌牆」隔音技術之探究

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。

揮發性化合物抑制水稻去白化的分子機制

植物受逆境時常釋出VOCs (Volatile organic compounds)。本研究首度發現一種VOC-月桂烯(myrcene)可抑制水稻芽鞘之去白化現象(de-etiolation)。研究發現水稻在月桂烯處理下去白化現象受抑制,是因葉綠素合成相關基因ACSF被抑制所致。同時有一些參與光合作用光反應、 碳反應基因表現也有受影響。月桂烯影響光合作用相關基因,有三種不同類型:一、黑暗下基因產物幾乎不表現,照光後才累積,累積量受月桂烯抑制,如RCA、 ISP、G3PD;二、在暗處下基因產物之累積就被月桂烯大量抑制,如ACSF,ATPS;三、黑暗下基因產物之累積受月桂烯抑制,同時月桂烯抑制照光後光誘發基因累積速率,如FNR。由基因產物累積量推測轉錄因子MYB-TF1參與月桂烯抑制去白化現象,且推測RCA、ISP、G3PD為其下游基因。VOCs含天然毒素,可抑制附近植物生長,可為天然農藥。

仰式泳椿拳—小仰泳椿捕食孑孓之生物防治潛力評估

蚊子不僅擾人,更為重要病媒昆蟲,在臺灣傳播登革熱、日本腦炎等法定傳染病。近來橈足類防除病媒蚊頗具效用,南區之劍水蚤防治亦有良好試驗結果,然相較劍水蚤因體型小而偏好捕食一齡孑孓的限制,我們的實驗主角—仰泳椿具大體型優勢。本實驗透過捕食量、捕食速率與偏好試驗,初步瞭解仰泳椿之齡期、饑餓程度等因素會影響對孑孓捕食量、捕食速率及各齡孑孓捕食的偏好,仰泳椿齡期愈大、饑餓程度愈高其捕食量、捕食速率亦較高,且偏好捕食高齡期孑孓。透過捕食行為分析建立仰泳椿「被動等待」與「主動靠近」二種捕食模式,饑餓程度愈大會因養分需求較迫切而傾向以「主動靠近」模式來捕捉高齡孑孓。綜合研判,中高齡仰泳椿對孑孓防治具高度發展潛力。

是誰掐斷了水柱

我們使用攝影機拍攝水柱自由下落的過程,以漸進播放的模式測定水柱的斷點位置,從而測量自由下落的水柱所維持的長度。我們改變不同的水面高與口徑寬,測量其與水柱截斷長度的關係,再運用白努力方程式並參考布魯托─雷利不穩定性(Plateau-Rayleigh instability)的相關資料,提出可經實驗檢驗的模型,進而研究下落水柱所表現的擾動行為。我們發現在測量時間內,雷利擾動振幅隨時間呈線性增長,增長率為17.87 mm/s。

過已知點之正多邊形性質研究

本研究由「通過三點之正n邊形」作圖延伸到「過n點之正n邊形」時,意外的發現到此n個點形成之n邊形可將費馬點以及拿破崙三角形推廣,也將視野拓展到了一個全然不同的世界。另外,在文獻收集過程中發現全國科展第51屆高中數學組「你泥中有我,」也有類似的研究討論。此文獻在過n點之正n邊形上探討的主要內容為「是否存在」,而我們邊形上探討的主要內容為「是否存在」,而我們邊形上探討的主要內容為「是否存在」,而我們邊形上探討的主要內容為「是否存在」,而我們主要為探討「如何主要為探討「如何作出存在無限多解的出存在無限多解的n個點及相關性質」,並利用廣義費馬點和拿破崙多邊性質」,並利用廣義費馬點和拿破崙多邊性質」,並利用廣義費馬點和拿破崙多邊性質」,並利用廣義費馬點和拿破崙多邊形的性質,來簡化作過n點之正n邊形的方法。

塑膠袋,行不行?

本研究目的在探討不同材質之塑膠袋在不同使用條件下對秀麗隠桿線蟲的繁殖與生長的影響,研究方法是探討市售三種塑膠袋(低密度聚乙烯LDPE、高密度聚乙烯HDPE及聚丙烯PP)是否會對線蟲造成影響,針對母代、子代第一代及子代第二代進行實驗。研究結果發現:(1)不同塑膠袋材質會影響線蟲之總存活率及不同時期產卵率;(2)塑膠袋裝取熱水時間的長短差異,也會影響線蟲之總存活率及不同時期產卵率;(3)實驗進行至子代第二代後,發現塑膠袋對線蟲的影響益形顯著。以上實驗結果告訴我們,日常生活中正確的挑選及使用塑膠材質的製品是非常重要的,期待未來能進一步觀察塑膠袋對後續子代的影響,以追蹤塑膠袋將對生物所可能造成的更長遠影響。

誰是鎘鬥大明星

為了受重金屬鎘污染土地尋求最友善的復育方法,我們嘗試在不同環境下,探討在模擬的鎘污染土壤,添加不同比例的天然資材對小白菜吸收重金屬情形,結果顯示,澆灌酸雨,添加「牛糞」或「稻草桿」堆肥後種植小白菜,可以促進受鎘污染土壤的鎘移除率,達到友善復育土地的效果。本實驗結果「稻草桿」及「牛糞」成為復育受鎘污染土壤的「鎘鬥大明星」。

戰勝食神的「健康貢丸」-以低鹽控制蛋白質乳化效果之無磷酸鹽貢丸

市售貢丸幾乎都免不了食品添加物(結著劑、抗氧化劑、防腐劑等)的陰影;另一方面,網路上充斥的貢丸食譜,表面上好像避開了上述食品添加物,卻又加入了不知名的「食材」(例如標榜不含磷酸鹽類,卻加了含有磷酸鹽的泡打粉),但真有必要加入這些可能對健康產生負面影響的添加物嗎?因此,本研究以貢丸為研究材料,首先以自製儀器,探究貢丸的彈性口感該如何以科學方法予以客觀衡量,再依文獻中得知的低鹽低脂建議標準,探究如何以低鹽的製造配方與程序,控制豬肉蛋白質乳化作用,期望做出更勝電影食神中的手藝(即市售貢丸)之彈Q口感的健康貢丸。根據實驗結果顯示,以食鹽比例為1.33%的自製健康貢丸(不含磷酸鹽類等任何添加物),其彈性不僅優於著名市售貢丸,且能確保食品安全無虞。

好聽的鐵板燒─低溫液體撞擊高溫金屬板之聲音研究探討

我們將水滴滴向高溫金屬鋁板發現其有高頻的聲音產生。推測聲音產生的機制應由底部水分子在短暫時間內迅速沸騰氣爆所致;同時也發現其聲音波形應是由多個接觸點產生的聲音疊合而成。透過實驗結果可知:滴落高度差、水滴與鋁板溫度差、酒精重量百分濃度皆與聲音頻率呈現正向關係,而液滴質量與聲音頻率呈現負向關係,此外鋁板大小及厚度不影響聲音頻率。