第56屆--民國105年

首先，本研究利用食醋及蛋殼為原料，萃取出天然的鈣離子溶液，以更天然的鈣源來取代化學合成的鈣源，一樣可製作出晶瑩剔透的晶球。經實驗證明，滴管頭之口徑會影響晶球粒徑之大小；而滴管頭距離液面之高度會影響晶球之形狀。在浸漬時間固定之條件下，調整鈣溶液的濃度，可控制晶球凝膠率及物性；而在鈣溶液濃度固定之條件下，調整浸漬時間，可控制晶球凝膠率及物性。鳳梨果漿鈣之含量很低，經加工製作成鳳梨珍珠，其鈣之含量會明顯升高，進而影響消費者之喜好性，受試者對浸漬鈣溶液30分鐘的鳳梨珍珠，則較明顯的喜好性。最後，我們應用自行設計組裝完成的自動化機械，以當季蔬果為原料，皆可順利製作成彩虹晶球般的蔬果珍珠。

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。

本實驗相關的課程為三年級自然課程「溶解」、四年級的「燈泡亮了」與五年級「水溶液的性質」。資料中發現，牛奶本身也是「界面活性劑」，我們從研究製作乳液、沙拉、牛奶和豆漿與油乳化的原理後，找資料並以牛奶為主的「天然乳化劑」進行界面性質研究。結果發現：(一)隨著樣本濃度增加，有表面張力降低、起泡性增加、導電度上升，分散能力、乳化能力也隨之上升。(二)由顯微鏡觀察，我們確實發現牛奶有界面活性劑的微胞現象。(三)為了提升去除油污的能力，我們在鮮奶中混合了果汁、果泥清洗樣本，發現比單獨使用鮮奶或果泥時要來得有效，也發現對皮革製品有相當好的清潔效果。因此若能善用這些天然的乳化劑，取代石化清潔劑並非不可能的事。

鳳梨是多年生單子葉草本植物，可再細分為三個亞科，分別為地生型鳳梨、積水型鳳梨及空氣型鳳梨，本研究主要是觀察空氣型鳳梨(Tillandsia capitata)葉子表面氣孔與毛狀體分布密度、氣孔開閉，還有根部及葉子維管束吸水的模式。結果發現此種空氣鳳梨的氣孔只分布在下表皮，主要在晚上開啟，而葉子的毛狀體大多分布在上表皮與基部。另外，根部似乎不具輸導能力，僅靠葉子的毛狀體吸收水份。而分布在葉表的毛狀體的鱗片還具有毛細作用的功能，可以將葉子尖端的水份傳輸到葉子基部，形成類似積水型鳳梨的集水效果，水份主要由基部的毛狀體進入至維管束內，再由下而上的蒸散作用產生拉力，推測此種空氣鳳梨可能主要是藉由夜晚氣孔打開時進行水份的輸送。

偶然發現「自製果皮酵素」對魚缸清潔有神奇的功效。本實驗主要以自製果皮酵素為研究主角，研究其應用於魚缸清潔時的作用與最佳配方。第一部分主要聚焦在自製果皮酵素的製作與發酵過程的檢測。第二部分藉自製果皮酵素分解不同物質探討其成分及作用。第三部分將焦點轉至它在魚缸清潔上的應用，將自製果皮酵素以1:50比例倒入魚缸，靜置12小時即可將魚缸壁及底砂石縫中的污物清潔乾淨，比起刷洗或用清潔劑的魚缸清潔方式更為方便、有效，更進一步運用在生態池邊長綠苔的石頭，發現浸泡自製果皮酵素後，即能輕易清潔。最後一部分是探討自製果皮酵素對生物的影響，比起其他化學清潔劑，自製果皮酵素是對環境較好的一種清潔方式。

本研究目的在找出檢測過氧化氫含量的新方法，並以此檢測待測物所含的過氧化氫含量。我們首先找出能與雙氧水呈現明顯反應的物質──紫質，以UV-vis分光光度計檢測不同紫質加入定當量數之過氧化氫後的吸光度變化，結果顯示CoOMTPP之靈敏度最佳，且呈現線性變化，可用於定量極微量的過氧化氫。 而另一紫質CoOETPP被氧化後會產生明顯的顏色變化，故可嘗試用來定性分析過氧化氫溶液。我們將CoOETPP製成試紙，觀察其吸附效果及滴加過氧化氫後的顏色變化情形。結果顯示，此試紙可檢測濃度3.54ppm以上的過氧化氫溶液，優於市售碘化鉀澱粉試紙之檢測極限25ppm。

本實驗目的在探討哪種建築結構可得到最佳的抗震效果，我們下載軟體(AccelView)測量地震時的加速度大小，自製滑車及橡皮筋製造震動平台模擬地震情況。實驗後發現(AccelView)軟體可測得精確的加速度大小經高精密度加速度感測器證明。建築座向需考慮台灣附近斷層位置，減少地震所產生的破壞。加強地基深度時，可增加建物的抗震能力。建物高度越低，底面積越大抗震能力越佳。目前常見的建物造型如L形、ㄇ形、H形、十字形、T形不影響抗震效果。建物突出造型，連結處會在地震發生時造成受損情形。當梁柱位置不對稱或梁柱不足時，地震會使建物產生轉動現象，容易因扭轉而倒塌。土壤顆粒較小的粉沙地質產生土壤液化，會使地震造成建物下陷或倒塌的結果。

台灣已經邁入高齡社會，隨著年齡的增長，身體的抵抗力逐漸下降，各種疾病會找上門來，跌倒是老人死亡的高風險因子，適當的輔具使用 ( 拐杖、助行器甚至輪椅 )與居家安全與無障礙空間( 如防滑地板與走廊扶手 ) 的規劃可以減少跌倒之風險，所以我們使用微控制器來製作超音波感測，光敏照明，心跳監測以及GPS定位系統，把這些輔助的功能合併在我們的智慧拐杖上，那就不僅讓拐杖只有支撐攙扶的作用了，讓老人家外出時，碰到障礙物能夠進行閃避，晚上光線不佳枴杖有照明的作用，也能夠隨時監控老人家的心跳頻率，並且讓家人能夠在網路上隨時看到老人目前的心跳狀況，若是發生意外，那就可以用GPS定位系統即時找出老人家目前的位置了。

我們想要探討蝦子後抽運動的表現，以及與體型變化的關聯性。我們利用攝影機高速攝影的功能，拍攝蝦子後抽運動的畫面，並利用軟體轉換成動作分解圖，以獲得運動時的形態變化量值。結果顯示蝦子的體重與體長，分別於彈跳角度、位移距離無關聯性，但是體長與最大速度有正相關；體節寬度對速度的關聯性，以頭節寬度的影響最為明顯；體節擺動以第三體節與尾節的彎曲變化，與最大速度有明顯的相關性，我們推測蝦子的運動應該是藉由增加對水的推力與減少對水的阻力，來提升水中游泳的速度。蝦子若有進行連續第二次的後抽運動，則主要是擺動尾節為運動推力，而速度較第一次低，不過能量消耗可能也比較少。

隨著紡織、時尚業的發展，與人類對色彩的追求，染色過程產生大量廢水，於是「染料汙染」成了環境災難，已是不容忽視的議題。本研究著重於如何以低成本的農作廢棄物--稻殼，製作成可以吸附染料並可回收再利用的材料，以達到回收利用、改善水資源的目的。本研究以稻殼高溫鍛燒後的產物--二氧化矽進行探討，控制變因為有無水熱、水熱環境pH值、酸種類、水熱時間及鍛燒時間。研究結果顯示，(1)實驗所需的二氧化矽可由價廉的稻殼燒製而成。(2)以玫瑰紅為模擬汙染源，經過控制各種變因的研究，最終製作出的鐵鎳複合材料幾乎可以完全吸附染料，且因有磁性，易於回收再利用。因此，實驗結果顯示以鐵鎳複合材料處理染料廢水，為一經濟有效的方法。