第53屆--民國102年

數獨，是一種有趣的推理遊戲，能讓我們排遣時間之外，也能活化我們的頭腦；這遊戲的玩法很多，網路上衍伸出多種變形數獨，研究開始我們就坊間目前流行的數獨原型來做探討；一般數獨的玩法基本上就是利用眼睛觀察，將每一個空格不符合的數字一一刪除，留下空格可能可以填寫的數字，再進行第二階段的推理，而第一階段的觀察、推理、刪除如果出錯，會造成第二階段推理的困難。而我們的研究團隊也找出在幾年前有人曾提出利用質數與值因數分解的方法來過濾可能性，所以我們這次就針對之前方法進行探討與改良，找出更加便捷的流程來輔助推理數獨。

本實驗首先取乳酸菌、酵母菌、AB優酪乳、生態池水當作菌種，使用葡萄糖、蔗糖、果糖當做營養液，觀測其放電電壓。發現無論哪一種菌或營養液，都可以發電，但是以葡萄糖當營養液的發電電壓最大。以自己培養的大腸桿菌來發電，發現最大電壓可以達到0.9伏特，循環營養夜持續發電22小時，電壓仍可維持在0.7伏特以上。改變燃料電池的造型，圓柱筒型電池，可以得知陽極碳織布的電極面積並非越大越好，且陰極的電極位置越靠近下層碳粉，放電電壓沒有改變，但是放電電流會加大。淺盆型的電池，電壓較小，也較不穩定。利用三個淺盆型的電池串聯，可以使LED燈泡發光4~5個小時以上。若利用大腸桿菌分解剩飯，也可以測到0.5伏特左右的電壓。

學校及工業的硫酸銅廢液處理已有多種方法，然而我們研究出全新的方法，利用大理石吸附並去除水中的銅離子，不但可以使硫酸銅廢液達到放流標準，且可以回收硫酸銅晶體。我們加入氨水使溶液呈深藍色，再用分光光度計測波長590nm的吸收度，發現大理石對各種銅鹽均可吸附而表面呈藍綠色，大理石質量越大、顆粒越小則飽和吸附量越大，初始pH值不影響飽和吸附量，低溫時，吸附速率及飽和吸附量均下降。我們證明大理石吸附硫酸銅為化學吸附作用，表面藍綠色附著物為鹼式碳酸銅。我們又發現無灰粉筆也可以吸附銅離子，所以廢棄粉筆有了新用途。最後我們把已吸附銅離子的藍綠色大理石，利用硫酸洗出銅離子，經由再結晶得到硫酸銅晶體，回收率達91％以上。

本次實驗我們利用了自來水、蒸餾水並定出時間、溫度的差別去比較何種方法能夠有效洗出存在於金針乾製品中的二氧化硫。且我們利用酸鹼中和的原理，比較碳酸銨在有光處、陰暗處，以及不同的克數吸附二氧化硫的量。又配合著日常生活能夠輕鬆取得的檸檬汁、小蘇打和氯化鈉進行去二氧化硫的能力比較。最後比較使用骨碳和活性碳吸附二氧化硫的能力。並以直接碘滴定法去測量其中二氧化硫的含量。

我們以運動會形式測試各種不同配方的鼻涕蟲，實驗過程非常有趣，很適合將比賽過程推廣給其他小朋友自製鼻涕蟲挑戰。綜合實驗結論如下：要做一個好的鼻涕蟲選手，需要考慮因素有軟、硬和彈性。愈軟延展性愈好；愈硬不容易變形，但也容易碎裂；位於中間者彈性佳。增加飽和硼砂溶液的水溫和硼砂溶液量可以使鼻涕蟲變得比較硬。增加膠水量和水量會使鼻涕蟲變得比較軟，其中水量的影響最明顯。實驗結束後發現，以含有PVA膠水製成摻有鐵沙粉的鼻涕蟲不太會生鏽，反之，其他黏膠做成的鼻涕蟲都會生鏽，我們推測原因是鐵砂被硬化的膠水包覆，沒有和氧氣接觸，所以不太會生鏽，後來我們以四氧化三鐵代替鐵粉，才解決了生鏽的問題。

有”香蕉王國”美譽的台灣，香蕉的產量很高，相對也丟棄了許多被人認為沒有價值的香蕉花。本研究針對國產香蕉的雄花做研究，進行生物功能性的探討，包括清除自由基能力、脂肪分解酵素的抑制能力、抗菌能力和研究其對腸道益生菌的增長影響加以實驗，找出香蕉花的價值。首先，本研究證實香蕉花萃取物具有自由基清除的能力，更發現香蕉花萃取液具有降低脂肪分解酵素的功能。進一步探討香蕉花萃取液食用後對腸道菌益生菌的影響，發現益生菌的培養液加入香蕉花萃取液後可促進益生菌的增長速度，並提高益生菌抑制其他雜菌生長的能力。由研究結果可知，香蕉花具有食用的價值，不僅可以減少脂肪的吸收，更有促進腸道益生菌種穩定的價值。

台灣年均溫為23.6℃，溼度約75%，非常適合蚊子繁殖。本組期望採用廢棄的柑橘類果皮，及容易栽種的辛香類植物，在家中能自行調配安全無毒的防蚊液。在以冷壓法所得的大蒜、洋蔥、橘子、柳丁、柚子精油中，我們發現將柚子精油80%與混合溶劑20%(嬰兒油與甜杏仁油3：1)調配，其對白線斑蚊的忌避率為68~92％，高於市售的天然防蚊液60~81％。也優於市售防蚊液中所常見的茶樹精油與香茅精油(自製精油忌避率高於兩者28~34％)。由所蒐集的資料可以發現柚子精油含高含量的檸檬烯(環狀萜烯類)，其分子結構的穩定性勝於天然防蚊液的成分(多為鏈狀萜烯類)。若能將屬於農業廢棄物的柚子果皮(其餘柑橘類果皮精油也有不錯的驅蚊效果)再製成精油，可使廢棄物得到更有效的再利用。

經過使用DVD來自製光譜儀儀器不斷的設計改良，本實驗得到很好的分光效果，病應用自由軟體Image-J畫素分析得到光譜數據。另外，探究以日光燈、固定波長的紅光雷射、綠光雷射作為光譜數據分析校正(自訂校正公式)，誤差率僅為標準光照的千分之1.5~1.8之間。最後，使用自製DVD光譜儀觀察不同濃度的硫酸銅，硫酸鋅及硫酸、氯化亞鈷的水溶液吸收光譜。結果發現硫酸銅在紅光的區域有吸收，但是硫酸鋅及硫酸並無明顯的吸收。最後驗證此自製便宜的光譜儀可以觀測到硫酸銅吸光度有隨濃度變化，雖然方法較為繁複，但可為節省經費的分光度計設計與應用。

本研究首先探討井字型、田字型、沙漏型與雙三角型等四種冰棒棍骨牌結構的彈開效果(音量、彈開高度和反應時間)。發現井字結構效果最好，且骨牌彈開高度會呈現遞增到一定高度後不再增加。接著研究井字型結構的疏密度、厚度、在不同材質上彈開以及兩端為起點等變因，對彈開效果的影響，結果顯示：(1)骨牌的疏密度1.40公分時，彎曲高度最高，彈開效果最好；(2)厚度2.0mm骨牌的彎曲高度大，彈開效果較好；(3)地面材質平坦且堅硬時，骨牌彈開效果較佳；(4)以兩端為起點施放骨牌，能量的釋放具有方向性。我們並首創了「彈力點分析法」，可以有效的解析彈開效果。最後研究骨牌結構間的銜接，讓骨牌可以做到轉彎、分岔等動作，也製作了兩組環保鞭炮。

百慕達三角一直以來，籠罩著神秘的面紗。關於此區所發生的離奇事件，眾說紛紜！在各種假說中，可以用科學邏輯驗證的，當屬「甲烷水合物學說」。本組利用二手的壓克力透明桶，以蜘蛛爐改裝為氣體輸入裝置，自製第一代氣泡產生模擬槽，更換不同的輸入氣體、不同的流速、以及不同的密度液體模擬沉船之可能，經縣賽教評審議重新改良為第二代模擬槽，以第二模代擬槽提高實驗精密度，並增加深度、溫度等變因。發現液體(海水)中出現氣泡，浮在此區域水面的浮體(船)確實會下沉，當氣泡流速愈快，浮體下沉程度越顯著。本組認為：當浮體下沉，相對而言液體的密度因此改變，氣泡與浮體(船)接觸，在交界面所提供的支持力也較低，兩者是導致沉船的主因。