第56屆--民國105年

咖啡是全球第二大貿易商品，僅次於石油；在台灣除了基隆未種植生產咖啡之外，其餘各縣市的山區都可見到咖啡樹的蹤影[註1]，沖泡完的咖啡渣殘留量非常龐大。本專題以廢棄咖啡渣添加於聚乳酸(PLA)材料製成PLA咖啡渣複合材料及製造PLA咖啡渣3D列印拉條的可行性。 實驗結果顯示，利用咖啡渣之多孔結構及咖啡油脂，製備PLA∕咖啡渣複合材料，可以製成厚度3mm試片杯墊成品，但欲製成厚度1mm的飛盤模型卻失敗；製成PLA咖啡渣3D列印拉條時，只有PLA+1%咖啡渣複合材料3D拉條能順利製作成杯墊產品，實驗說明PLA∕咖啡渣複合材料應用於3D列印材料是可行性，有別於市面上PLA加入咖啡香精製造的3D列印材料，可以將廢棄咖啡渣再利用，具有環保教育意義。

月桃在台灣全島都有分布，葉子就是以前人的「塑膠袋」，拿它裝東西再用繩子捆起來，端午節人們會利用葉子包粽子。為了驗證月桃具有抗氧化、抗菌的功能，實驗設計以碘滴定法來檢測抗氧化力。我們蒐集比較坊間四種粽葉：乾竹葉、新鮮竹葉、月桃葉、野薑花葉，在現打汁液中，月桃葉的抗氧化力最好；加熱、新鮮度、烹煮時的調味料也會影響月桃的抗氧化力；月桃的葉子部位抗氧化力最佳；月桃葉汁可防止蘋果褐變；利用月桃葉汁加入洋菜凍，能延長洋菜凍的保存時間，具有抗菌效果，所以使用月桃葉包的粽子，優於其他粽葉。最後我們用月桃葉汁製作抗氧化護手霜，不但觸感細緻，吸收、保濕、滋潤都不錯，使用後不僅不會造成過敏，還有淡淡的月桃香。

隨著全球氣候暖化的影響，世界各地紛紛出現乾旱、缺水等嚴重問題。根據資料顯示，臺灣年降雨量遠高於世界年降雨量的平均，但卻排列在世界缺水國家中，原因之一是蒸發掉約284億公噸的水 (2014年)。因此，我們利用模擬水庫，以鎢絲燈和UV燈來模擬陽光，在模擬水庫上放入實驗遮蔽物，來觀察測量水位和水質的變化；找到最佳遮蔽物後，取水庫水進行戶外遮蔽網的實驗。 實驗結果我們發現，水面覆蓋率高的遮蔽物會使水蒸發的速度下降；黑色的遮蔽物能降低水蒸發的速度；小寶特瓶內有抗UV黑布的遮蔽物能降低水蒸發速度及對水質維護有最好的效果。 希望我們研究的遮蔽網能資源回收再利用，將來能夠成為大家日常生活上保水、淨水，最經濟實惠的好方法。

窗戶是室內與室外的主要空氣流通管道，妥善調節窗戶可以替人們空氣污染防護做把關。污染物中PM2.5對人體的危害最大，WHO已正式將PM2.5歸為2級致癌物質，最新的健康醫療報導更指出PM2.5會造成腦損及中風。所以建築物的通風調節，窗戶至為重要，因此如果能自動偵測污染濃度逕行調節窗戶，並啟動除污裝置，可避免人們暴露在PM2.5等污染物的危害之下。 本次研究使用檢知元件來偵測PM2.5、照度、溫濕度、風速、空氣品質等，取得環境變因，再配合微控電路有效運用控制技術，賦予窗戶智慧，從PM2.5危害隔離、空氣品質、舒適度及適當照度等觀點來進行實驗研究，以全面性的整合達到無微不至的PM2.5智慧照護窗。

本研究修改去年所組裝的LED光電測定儀提升了其功能，可用於透光度的測定及散色光的測定，除儀器組裝外，並應用於碘鐘反應中的微觀觀察，例如硫分子的生成及影響碘鐘反應因素的觀察。研究結果顯示，所自組簡易多功能光度計確實具有以透光度測定及散射光測定的功能，且穩定可用於準確微觀化學變化，在測量濁度方面發現散射法較透射法靈敏而增加準確度。在碘鐘反應可以利用在碘三離子出現瞬間，散射電壓瞬間下降得知反應的終點，相對傳統肉眼判斷的來準確，因此當反應同時具有濁度及溶液顏色改變時，必需同時用到透射及散射法，改變傳統只用透光度測量，以提升反應的準確性，並推廣中小學之科學研究做微觀探討，提升科學之水準。

研究指出近年中高緯度天氣異常與北極震盪有關，本研究探討過去30年間北極震盪(AOI)、北大西洋震盪(NAOI)與南方震盪(SOI)特性及其間相關性，發現AOI與NAOI全年各月達中度相關以上，代表北極震盪暖相位時，西風有增強的趨勢，有利反聖嬰發展，說明海溫與北極震盪的連結。 分析2004至2013年北緯40度以北海溫資料，以月為單位各海域海溫距平值與AOI之相關係數，結合洋流圖進行區域互動之分析。發現當AOI正相位時，北大西洋暖流有增強的趨勢，與西風增強有關；海溫變化部份，6月、7月北緯85度以上北極海域低溫，應和夏季融冰或冷空氣封鎖極區有關，顯示高緯度海溫與北極震盪間的互動關係。

課本上學到生態系的內容時 ，都是標準的擁有生產者的生態系，但對於沙岸生態系的潮汐變動與缺乏生產者下生態系統如何建立則罕見有人探討。本研究挑選北台灣海岸兩處地型，進行高潮線上有機碎屑的調查，並利用目視採集法、空拍攝影法、掉落式陷阱法及錄影記事法來解析沙岸生態系的生態關係，且用辛普森生物多樣性指數計算沙岸生態系的生物多樣性。研究結果顯示，沙岸生態系的能量來源多來自海浪沖上岸的有機碎屑，而有機碎屑也多是來自陸域生態系，洋流則亦會影響有機碎屑的組成，且防風林以及河口左右岸都不會顯著影響沙岸生態系的生物多樣性。本研究初步建構沙岸生態系食物鏈和食物網的組成，並為生態學研究的缺口，盡一份拼貼大自然全貌的心意。

近年來，都市溫度因熱島效應持續上升，所以決定研究熱島效應。本研究利用實地測量新舊市區溫度及分析衛星影像，與熱島效應影響變因結合分析。根據結論： 一、 新舊市區的微熱島中心： 微熱島中心受到人工廢熱及風向影響，而低溫點皆受到綠地多或地形空曠等影響。 二、 台中市新舊市區熱島效應主要影響變因： (一)冷氣及汽車等人工排熱 (二)NDVI常態化差值植生指數 (三)建築總建坪數 (四)建築密集度及數量(五)住宅區(六)風向 三、 新市區開發建議： 1.制定嚴格建蔽率和容積率標準，獎勵容積條件提高，避免總建坪數過高2.降低建築的密集度3.分散交通要道與降低單地點車流量4.道路與建築走向配合風向5.推廣綠建築及廣設公園。

本研究希望找出一種環保的回收黃金方法，不僅可應用於低濃度之鉛離子檢測，並且可以形成10nm左右的含金奈米粒子。 我們常聽到：「黃金如同鉑金和石墨一般，均可視為惰性電極，於正極只負責傳輸電子。」這樣的說法真的完全正確嗎？經本研究發現，當電解質改為十二烷硫酸鹽、硫代尿素及助導電劑等混合溶液時，正極的金原子會進行氧化反應，失去電子後形成含金奈米粒子，不僅能從正極基板剝除，形成陽極泥沉澱或還原電鍍到負極上，沉泥透過改質更可以得到不同尺寸的含金奈米粒子。 研究結果證實可從電子垃圾中環保地回收黃金，有效地替代了傳統強腐蝕性的王水或劇毒的氰化物等溶金技術，並能快速且低成本地檢測水質鉛離子含量。

本研究從第 53 屆全國科展「羽置今拾」延伸，以將羽毛球收集整齊為此次研究內容與目的。此次成品應用Arduino控制板、超音波感測器與紅外線感測器進行組合，並實際製作出成品。將其過去作品改良，使連桿裝置的摩擦力變小，達成快速拋起動作，並利用馬達、凸輪與彈簧的機械結構組合，使每次撿拾羽毛球的力道相同，便於研究羽毛球的掉落與集球裝置位置。利用紅外線與超音波組合，感測羽毛球將其自動拋起，且使羽毛球能夠準確地掉入自製集球器當中，完成半自動化的撿拾裝置。