第54屆--民國103年

本研究主要是在探討影響吸管飛機飛行遠近的因素及探究吸管飛機的飛行原理。我們自製發射器，並探討紙環材質、紙環形狀、紙環寬度、紙環周長、機身重量、重心位置及發射角度對吸管飛機飛行距離的影響。我們的研究結果如下：紙環材質選用不易變形的護貝雲彩紙；紙環形狀以正方形最好；紙環寬度需前環窄後環寬；前環周長需比後環周長小；機身不宜過重以及重心位置必須在中間位置最佳；而在我們的研究條件下最佳的發射角度為5度~10度。我們也發現吸管飛機能飛翔升空的原理是因為傾斜的紙環改變了氣流的流動方向，而被改變方向的氣流會施予紙環一反作用力，故吸管飛機能受到一向上的升力。

人體代謝是以氧化反應為主，因此會產生許多自由基，自由基會不斷攻擊或破壞人體各器官的細胞，而自由基的剋星即抗氧化物。因此本研究依所蒐集可能抗氧化效能不錯的食品，以二種不同的滴定法，交互檢測其抗氧化性，以加強其信度；而二種不同之滴定法的滴定終點皆與顏色有關，為減少對顏色直觀判斷誤差，因此更輔以自製光度暗箱設計，設定滴定終點顏色透光度標準值，使檢測結果更增嚴謹性。最後以效能最佳之芭樂、綠茶粉及維他命C製成天然抗氧化皂及抗氧化乳液，成功具體看到此三種產品的抗氧化效果。

本專題藉由創意機構設計方法及流程，使用轉子及定子(一個正齒輪、一個內齒輪)及一個十字滑塊機構、輸出入軸等少數零件，來設計一個不同於傳統齒輪箱式的減速機。這個減速機中的正齒輪在內齒輪中做內擺運動，所以稱為內擺運動減速機。由專題的製作過程中，發現只要可以做內擺運動的二個運動對偶(Pairs)，都可以達到減速機的效果。另外本專題中又設計一個擺線轉子及針狀定子的減速機，不同於使用齒輪來做為轉子及定子的方式，來驗証內擺運動減速機的理論。內擺運動減速機最大的優點除了具備齒輪傳動的效率外，使用相同的零件數可以組合出不同的速比、結構緊湊、節省空間，不可逆性及全部零件自行加工完成，可以降低成本等優點。

我們利用雷射射過僅留一小縫隙的風扇，產生一具有週期性亮滅的光源，以此激發固定在玻片上的磷光物質，再將自製光敏感應器以適當的角度(約90 0)接受磷光，並以BNC接頭連接至示波器，成功完成自製時間解析裝置。並使光敏感應器串聯電阻及反向電壓抑制雜訊，可使S/N達53，較市售光敏感應器的S/N(51)好，再利用濾光片減少雷射散射的干擾，使整個裝置達到最佳化。最後以最佳化的裝置測量Sample1~Sample3短時間及長時間的生命期，準確度極高，Sample3的短時間生命期與螢光光譜儀的誤差只有3.75 %。希望此裝置未來能應用於高中課程或是水質的測量。

近年來不斷探討能源議題，其中以太陽能源深具前景！在各式太陽能電池中，染料敏化太陽能電池具有成本低、透明、簡易等優點。本實驗採以改變染敏電池中的染料種類，並探討添加不同比例、酸鹼性之奈米金，發現紫色高麗菜汁不論在何種環境及混合比例下，皆有較為均等的效能表現，在花青素染料分子作為光敏化劑時的選擇上較為合適。實驗結果發現，酸性環境下的電池效能雖有提升，但是與奈米金的添加似乎沒有關係，而鹼性環境下，添加奈米金比例為8/2 (染料/奈米金)者皆有較佳的電池效能，其中又以染料茄子汁的電池組其轉換效率可達0.519%(測量面積0.01cm2)；我們進一步檢測I-V曲線發現，奈米金的存在能有效縮短分子能隙，提升染敏電池的開路電壓及光電轉換效率。

擦擦筆為何不需立可白就可以擦乾淨原來顏色，利用擦擦筆感溫變色的原理加上水黏土自製變色鼻涕蟲。 先由市售的擦擦筆分析調查開始，接著各種擦擦筆的特質，研究感溫材料的特質及與生活中不同材質物品的結合，研究感溫材料與水黏土的結合~感溫鼻涕蟲特質。 最後，利用研究結果，將感溫鼻涕蟲應用在生活上，製作實用奶瓶茶杯感溫器、引擎及電腦散熱器感溫器、感溫鑰匙圈、替代市售彈力球鼻涕蟲的感溫玩具及具環保實用功能的感溫牆壁等，藉由太陽光熱輻射讓牆壁產生變色效果，達到環保綠能永續功能。 由觀察生活中有趣的文具~擦擦筆開始，經歷一連串的研究歷程，歷經許多困境甚至發生爭執，科學發現過程中我們學會最重要的科學態度~謙卑。

本研究以接種優酪乳代替傳統天然發酵的方式製作酸菜，以不同品牌優酪乳與低鹽化方式進行試驗。在不同溫度條件下探討酸菜發酵過程的顏色、pH值、生菌數、菌落相變化。結果顯示：一、優酪乳接種酸菜，可縮短發酵時間，是傳統方法的一半。二、優酪乳接種法可降低酸菜醃漬鹽度，僅4.6 %，而傳統為7~8 %。三、優酪乳酸菜最佳發酵溫度為30℃。且以AB優酪乳接種酸菜接受度最好。四、優酪乳接種法製作酸菜可降低雜菌汙染。五、以AB優酪乳配合麵包酵母接種方法，在接受度上無明顯的提昇。用優酪乳接種法來改良酸菜製程，成本雖較高，但整體來說不論于健康、經濟效益、衛生安全及品質都優於傳統酸菜，若能推廣成為有特色伴手禮，更能帶動地方產業之發展。

本實驗以回收浴室大量廢水資源及節省電力浪費為主題，將除霧電熱絲改裝成以銅管為導體的導熱裝置，注入熱水進行除霧。並將蓮蓬頭下方、洗手台排水管以及馬桶水箱上蓋側面三者間裝設一引水道，由蓮蓬頭下方牆面向馬桶水箱上蓋傾斜配置。將馬桶水箱之自動補水水量設定一半量，另一半水量來源則由引水道收集蓮蓬頭噴灑熱水前的冷水，或是收集洗手台的廢水。若有人如廁(上大號)時水箱水量處於一半量，感應器會感應並進入強制補水模式補充另一半水量。 實驗發現，改良後的除霧鏡擁有除霧功能，並省去電力的耗費。而改良後的馬桶水箱及加裝的引水道，可省去水箱一半的水，回收本應直接排放的廢水代替那省下來另一半的水，因此更節省了水費。

本實驗利用模擬重力場裝置探討天體在重力場中運動的情形，利用攝影紀錄及tracker程式獲取運動軌跡數據，實驗結果歸納出四種軌道類型，分別為：進動型軌道、非進動型軌道、飛出重力場軌道、快速墜毀軌道。 進動型軌道是物體在繞行重力場時，其橢圓軌道的長軸方位因摩擦力作用，隨著時間持續轉動，造成軌道的變異性大；非進動型軌道為軌道橢圓演化過程中產生一段穩定的區間，區間內的運動軌道接近正圓；飛出重力場軌道的運動過程中總力學能＞0，故物體脫離重力場；快速墜毀軌道因切線速度快速被摩擦力抵消，故受重力牽引而墜毀。 我們再進一步假設繞行天體的亮度，計算四種軌道的光變曲線，期望能與真實觀測資料比對應用，藉由光變曲線歸納軌道類型。

校園中發現有特殊藻類~「葛仙米藻」，名字裡有個「仙」字，會不會讓人「長壽」呢？ 首先調查校園生態棲地藻類族群的生活狀態，發現族群分布以積水區為主，好發季節主要在夏末至冬初；其次研究環境因素對校園生態棲地藻類族群的分布影響，降雨、月均溫、日照及學生活動對族群影響較大，沒水葛仙米藻可以長期休眠；最後得知藻類之正式名稱~葛仙米藻 (Nostoc commun)，為擬球狀念珠藻之俗稱，乾燥時會形成厚壁孢子休眠，待條件適當後才進行細胞分裂，生長繁殖很容易。 研究結果發現葛仙米藻營養價值高及可以長期休眠的特性，不但可以長壽，甚至可以做成宇宙航行食物，令人永難忘懷這場與~葛仙米藻的都市奇遇記。