第55屆--民國104年

本實驗發現有效的水質淨化劑：薑黃素。過去薑黃素常被中醫用來治療牛皮癬等細菌引起的皮膚疾病，並且照光時效果越好，根據本實驗我們發現了薑黃素的光降解現象。 薑黃素的光降解作用在酸性環境下效果有限，在鹼性環境下光降解效果顯著。在高溫沸水中薑黃素不易分解，但在充足氧氣與光源下有較佳的光降解效果，並且也發現日光燈有比紫外燈(短波：254nm)更好的分解效果，供應越多氧氣光降解越顯著。薑黃素也有良好金屬螯合作用，可與金屬形成穩定錯合物，達到水質淨化的目的。 本實驗找到具有可以殺菌、吸附金屬與對環境無害的水質淨化劑，並且我們也將其製作成有用的產品，希望可以提供人們在金屬光觸媒選擇外，另一種較安全、無害的方式。

本研究為期約兩年。研究以室內飼養觀察杜鵑三節葉蜂為主，野外觀察為輔，研究牠的生活史四個階段：幼蟲、繭（蛹）、成蟲、卵的有趣現象、行為，並建立生活史的基本資料，供往後生物教學及杜鵑蟲害防治使用。所得重要成果如下：1.老熟的幼蟲會在變黃結繭前有體長縮短的現象。2.老熟的幼蟲具趨暗性，在溼度高的環境所結的繭偏咖啡色。3.根據各月分蛹期變化資料，顯示有世代重疊的現象。4.確定會行產雄孤雌生殖。5.成蟲偏愛在嫩葉且邊緣不捲曲的葉片上產卵。6.成蟲喝蜜水利於存活及產卵。7.卵會隨時間變大，使得卵所在位置的杜鵑葉表皮日益明顯凸起。8.在春夏季生長期較短，在冬季的生長期最長。9.北台灣一年約有5個世代（5化）。

姬牙蟲是水田常見的水生昆蟲，屬於完全變態類，生活史包含卵、一齡、二齡、三齡、蛹及成蟲，卵到蛹的發育日數約為43.98天。成蟲屬於雜食性，為水中食腐甲蟲，對於植物類的喜好大於肉類;幼蟲為肉食性，齡期愈大，捕食孑孓的數量也愈大，處理孑孓的時間也愈短，是孑孓的天敵之一。成蟲覓食偵測是以嗅覺為主，視覺、觸覺(水波的震動)均不明顯。卵囊由雌蟲腹部末端產出的分泌物所建造，每個卵囊孵化約26.337.76隻幼蟲。成蟲腹面佈滿細毛，毛長範圍約40~50μm，細毛間距範圍約為13 ~20μm，此構造能防止水進入，形成空氣膜。油汙使其無法換氣;化學清潔劑使姬牙蟲腹面的空氣層消失而呈窒息狀態，建議可當水汙染(受 到油汙或被化學清潔劑所汙染)的指標生物之一。

從昌爸工作坊-數學遊戲中，我們發現了猜數字類型的遊戲，為了找出最少次的答題步驟，我們開始此次的研究。在反覆的計算及討論中，我們發現了其中的技巧、探討出如何過關的最佳方法，並延伸出自己的出題方式反制對手（電腦），為我方爭取更多的答題時間。 這次的研究運用了推理及簡單的排列組合，透過對手給予我方的提示，逐一的解題，並用此排列概念，研發出一套屬於自己的解題方式，並用此方法，繼續探討其他位數（二位數、三位數、五位數等）的解題模式。 此件科展作品注重於如何快速的答題及牽制住敵方，且破除網路留言板中所流傳的「絕對步數」，在七步內能夠完成，期望能夠保證在七步（或是更少）內一定完成，讓我方獲得勝利。

在這篇研究中，我們希望探討溫度、酸鹼和還原糖是否影響澱粉碘液反應呈色。我們希望藉由分析各類穀物澱粉分解的幅度及效率，是否有迅速的量測方式。我們使用的方法為澱粉碘液呈色法，透過澱粉與I3-形成的藍色變化，我們可以看出澱粉和碘離子是否發生還原、分解等反應。 研究結果我們發現許多有趣現象。首先透過不同濃度的澱粉水溶液與碘液的反應，確認澱粉含量和碘液之間呈現極佳的線性關係，可依據此測定澱粉含量變化。我們發現澱粉碘液的呈色會隨著pH值上升而變淺、隨著溫度上升而變淺、因為還原醣而變淺。不同穀物間以苦蕎麥最容易消化，蕎麥最不容易消化。茶類商品中訴求減緩餐後血糖上升的產品可以抑制澱粉分解，蕎麥萃取物也有相同效果。

本研究主要目的是創新設計一套既實用又簡便的實驗裝置，來測量物體在流體中運動所受的阻力大小，此裝置可自由的改變液體流速並利用聯通管原理控制水位高低，藉以使液體流速保持穩定，並由電子秤的讀數迅速得知阻力之大小。 為了瞭解本實驗裝置之精確性，本組使用鋼製球體及圓柱體分別在水及甘油中作相對運動來實際測試。實驗結果發現，在湍流的情況下，當物體為球體或圓柱體時，其所受慣性阻力大小與物體的橫截面積A及相對運動速度v的平方成正比；而在層流的情況下，其所受黏滯阻力大小與物體半徑及運動速度v成正比。結果與理論相符，意謂著本組所設計的創新實驗裝置是一個能簡易測量物體在流體中運動所受阻力大小的有效方法。

我們先分析污垢的成份，了解污垢是以不同的方式附著在衣物上，同時也分析各種不同材質的衣物對於污垢的吸附程度，污垢對純棉吸附力最強。再以酒精浸泡的方式製作不同植物酵素，研究各種植物酵素對於衣物的去污力，為判斷污垢清潔後的乾淨程度，我們利用樂高機器人中的光源感應器來偵測污垢顏色的深淺。結果以番杏、青木瓜及蘆薈的效果最好，所以製作了混合酵素。利用膠水和小蘇打粉加入混合酵素中，讓混合酵素可以藉由事先塗抹的方式讓污垢能在一開始就先分解，而不會深入布料纖維中固著住而不易清除，就可以使污垢更容易被洗掉。

本研究目的在發展以水活性值作為食品水分含量和水溶液濃度估算之快速量測工具。對檢體之多點30℃水活性與水含量作圖，結合四階多項式數學模式模擬等溫吸濕曲線方程式(Moisture Sorption Isotherms)。以水活性實測值內插換算，獲取食品水分含量。對檢體之多點水活性與濃度作圖，結合多項式數學模式模擬水活性濃度曲線方程式。以水活性實測值內插換算，獲取水溶液濃度。結果顯示，隨機收集的食品檢體實測值與以模擬曲線內插而得之水分含量值偏差多不超過3%，實測值落點皆分布於模擬曲線附近，表示以此擬合曲線推算含水率確實可行。同時，水活性濃度模擬曲線準確度佳，不只適用於稀薄溶液，大範圍濃度均適用。

本研究藉由GeoGebra軟體，觀察拿破崙定理是否可推廣到邊數更多的多邊形，發現到一個多邊形以拿破崙定理的作法可得到正多邊形時，該多邊形所具備的條件及作法。以作圖與觀察作為出發點，逐步提出猜想、推測並試驗，提出了「初始多邊形｣的作圖法。最後證明了定理推廣至五邊形及六邊形的情況，推測此證明方法也可以分別用來證明其他奇數邊及偶數邊的n邊形。

本研究藉由智慧型手機，結合藍芽通訊協定與PLC可程式控制器遠端連結，再利用工廠內常見的空壓機與儲氣筒當動力源，達到遠端控制窗戶為受控體。 為考慮業界的成本考量，設計之機構動作必須要符合預期功能的前提下，本團隊利用成本較低的有桿式氣壓缸代替市面上較昂貴的螺桿式馬達，並合成一組自動開窗機構，來使窗戶作動，利用PLC可程式控制器進一步設計定時與行程控制之功能，如圖1。