第56屆--民國105年

網路多種製作無瓶水方法，經操作發現不是每種方法可製作出內裝水球。所以我們研究找出海藻酸鈉水溶液與含鈣水溶液濃度組合及各項檢測。歸納出：1.海藻酸鈉水溶液應選擇0.5%～2%濃度；2.含鈣水溶液：氯化鈣水溶液濃度至少1%、乳酸鈣水溶液濃度至少要2%較易製作出水球膜；3.保存應浸泡於純水並置冰箱冷藏，連續200小時紀錄無瓶水的流失率可降至19%以下；4.物理測試發現1%海藻酸鈉水溶液所製造出的無瓶水球在耐壓、拉力及自由落體表現均好；5.化學測試無瓶水質都符合臺灣自來水公司「飲用水水質標準」之相關檢驗標準。 當飲完無瓶水後，水球膜在自然環境下日漸分解不占空間也不汙染環境。希望無瓶水的研討能喚起環保概念，減少塑膠瓶使用。

為什麼咖啡會有酸的味道呢？經查資料後發現咖啡中含有一種抗氧化性強的物質～綠原酸，這引起我們的好奇。於是透過資料蒐集與文獻探討，深入的認識咖啡豆及其成份，瞭解綠原酸的特性及萃取、檢測方法。接著透過操縱萃取方式、溶劑、不同乙醇濃度及反應時間等變因，以實驗證明不同烘焙程度的咖啡豆的綠原酸是否有差異？接續又進行綠原酸的抗氧化測定，以及探討綠原酸在日常生活中的應用。由研究結果我們推論抗氧化能力較佳為輕烘焙咖啡。

網路上流傳當可樂遇上曼陀珠時會產生噴泉效應，為了進一步了解其原因，因此進行本次研究。我們綜合所有實驗結果和討論來推論，除了曼陀珠含有的阿拉伯膠成份之外，其他因素如裝可樂的容器、容量與曼陀珠的比例、物品中薄荷、糖的成分、可樂本身含有的二氧化碳多寡皆會影響可樂的噴發；另外，可樂的噴發現象是由於它是一個過飽和液體，當有一個不同相的媒介(如固體)投入之時，就容易形成干擾源，進而造成這個不穩定的液體產生噴泉效應，故阿拉伯膠並不是造成曼陀珠使可樂噴發的唯一原因；並經由這次的實驗發現，曼陀珠放進可樂後，導致噴發效果最好的物質依序為：阿拉伯膠、砂糖，最後則為薄荷精。

常常看見有人帶著小狗散步，但飼主卻通常讓小狗隨地排泄而不清理，因此希望可以自製一種便利的工具來提高飼主清理狗大便的意願。首先調查日常生活中清理狗大便的方式並探討各種器具的優缺點;接著自行設計簡易狗大便清除器，並研究自製清除器與它種間的差異，以及各種器具在不同場地使用的差異。發現各種器具有它便利的地方，但是通常需要彎腰、操作後會弄髒工具而需要清洗，便利性不高。而自製簡易狗大便清除器雖然在攜帶上有一點較大且操作時間多一點，但是它操作方式簡單且無死角、可以重複與連續使用、不用清洗、不會弄髒手、不用彎腰、省力、清潔度佳且適用於各種場地，兼具便利與環保的訴求。

本實驗利用各種幣值的硬幣水處理浮萍，我們發現青萍(Lemna aequinoctialis)出現葉狀體分離及葉片白化的現象。 並針對硬幣中所含的金屬及常見重金屬分別與浮萍進行共培養，都可以看到不同程度的葉狀體分離及葉片白化的情形。此外，我們發現浮萍在受到金屬逆境時體內會累積過氧化物質。透過外加鈣離子與雙氧水實驗，探討浮萍葉狀體分離的可能訊息傳遞分子，發現只有在加入雙氧水後，葉狀體會分離，推測可能是過氧化氫間接活化分解細胞壁的酵素而造成葉狀體分離。而葉狀體分離或許是浮萍在演化過程中面對逆境時的重要生存策略之一，藉著分開來增加逃離逆境的機率，提升族群的存活率。未來，可藉由浮萍葉狀體分離與否的現象當做檢測水質是否有受到污染的簡易指標。

以蝦殼為原料，清洗、晾乾，經鹽酸去除碳酸鈣、氫氧化鈉去除蛋白質後磨碎得幾丁質，再經去乙醯化後得幾丁聚醣。醋酸和水依照5種不同比例的溶液倒入模具晾乾成幾丁聚醣薄膜A、B、C、D、E，與市售保鮮膜包覆吐司和蘋果做比較。幾丁聚醣薄膜能透氣但無法保留水分，保鮮吐司的狀況良好，蘋果反之。配置培養基，以幾丁聚醣薄膜和市售保鮮膜覆蓋，觀察細菌滋生狀況，發現幾丁聚醣薄膜B的菌絡數較少，其餘與市售保鮮膜無太大差異，自製幾丁聚醣薄膜在此方面可取代市售保鮮膜。將幾丁聚醣膜包覆在裝水的杯口後以高溫蒸煮，發現它完好如初，僅顏色稍有變化，變軟、富有彈性且不易破裂，幾丁聚醣薄膜能在蒸煮食物時取代市售保鮮膜避免塑化劑的危害。

本實驗中我們嘗試去探討各種影響水果電池效率的因素，如電解液的成分、濃度與溫度、電極種類、電極的間距、接觸面積、電池電路的連接方式等因素。經實驗後發現以下結果：一、當電解液的濃度或溫度增加，電池電流量會增強。二、當電極間的距離越近及電極接觸面積增加時，電池電流量增強。三、影響水果電池電功率最大因素為電極的金屬種類，實驗中以鎂鋁–銅作為電極的發電功效最好。四、將果汁製成果凍電池，可以微增電功率。接著我們試著利用在電子廢棄物回收廠，找到的銅箔基板廢料當正電極，廢筆電外殼的鎂鋁合金當負電極，製成的簡易電池模組可產生更佳的電功率，單組電池模組電壓值就達1.66 V(電功率86.33 mW)，串聯三組電池模組總電壓值可達4.74 V(電功率182.96 mW)，若串聯六組電池模組總電壓值更達9.57 V(電功率320.59 mW)，另簡易電池模組連接3 V直流馬達可使其運轉，因此，簡易型果凍電池可作為緊急時低功率電子產品之供電用途。

在這個研究，我們成功的使用數學方法，解決下列的題目： 紅綠藍三種球各若干個排成第一列，但從第二列起，球的顏色由其左上和右上決定。若左上右上不同色，則此球為第三種顏色；若左上右上同色，則此球同色。問n是多少時，可以由第一列直接預測最後一列球的顏色？如何判斷？ 我們不只發現一般式，同時透過研究的過程，發現奇偶性、不變量、反運算的數學現象。並設計了2層結構的基本單元，提出討論。 我們的創新之一是推廣原題目─從平面到立體，嘗試著利用六層正四面體的模式，來解釋題目在三維空間的應用。

現今的加工產業逐漸朝向微小加工，在目前有屑加工過程中，會使用切削劑來冷卻及潤滑刀具及工件為其優點，然而切削劑在使用時，其切屑易黏致於加工表面及刀具上，再加工會造成刀具壽命降低和加工面表面粗糙度不佳以及環境的汙染。 本實驗是利用渦流管的原理及其製冷的特性應用在CNC銑床加工，來取代加工時使用之切削劑。首先，本研究設計不同的材質、噴嘴、孔板及渦流管長度等參數，探討其製冷效果，研究發現材料以鋁材、噴嘴及孔板數為5個及渦流管長度200mm有最佳之製冷效果。 在現今綠能意識高漲及加工微小化的工業，渦流管將是未來工業科技中的一部分。

Tic tac toe (井字棋)是大家童年時期常玩的小遊戲，本研究希望能以人工智慧的概念編寫出能在遊戲中立於不敗之地的程式，並將程式寫入LEGO EV3主機，利用LEGO積木打造出一台能與人對下井字棋的機器人。在研究的過程中先將井字棋遊戲可能出現的棋路一一列出，再從中找出中最適合的應對棋路，並在遊戲過程中利用顏色辨識零件去偵測對手下棋的位置。經過測試，它的確能夠在遊戲過程中立於不敗之地。未來希望能針對更加複雜的賽局，例如象棋、五子棋或4*4、5*5的方格等，設計出能從人手中輕易取勝的機器人。