高級中等學校組

為了更加了解「微生物分解塑膠之過程」，我們開始從周遭的土壤中做篩菌，並使用市面上常見的生物可分解塑膠PLA及回收場蒐集的PLA做為我們篩菌的目標物，透過觀察乳化過後的PLA透明度變化，找出最有效率的一株菌種，再開始進行純化，如此反覆操作，直到找到我們所需要的單一菌落。送去鑑定機構分析結果發現這株菌的酵素跟菌保中心專門分解PLA的菌都有產生PLA分解酵素的基因片段，同時這株菌是新種，所以我們將它命名為「HEY」。此菌在能與菌保中心的菌一樣分解PLA的同時，也能有效分解另一種生物可分解塑膠PHB，所以我們開始測定「HEY」對PLA以及PHB的分解效率。

金是一種自然界的貴重金屬，是具有極安定、高生物相容性且具抗氧化特性的物質。當金的尺寸縮小到奈米等級時，其顏色與物化性質將有很大的改變，約20nm左右的金奈米粒子在溶液中呈現紅色，其熔點降低，並具有很強的催化力。另外，當金奈米粒子的粒徑小於3nm時在溶液中則呈現混濁白色，在紫外燈下會發出螢光色澤。 本研究中金奈米粒子之合成採用四氯金酸(HAuCl4)與硼氫化鈉(NaBH4)合成金奈米粒子，研究中將探討合成反應中之還原試劑種類及比例、溫度條件等變因，對合成金奈米粒子之粒徑、光學特性及安定性等基本性質的影響。更希望本研究能運用簡易合成法使金奈米粒子合成步驟簡化，並符合綠色化學及友善環境之核心理念。

竹蜻蜓是適合親子共玩的童玩，從2篇中小學科展關於竹蜻蜓的研究中我們發現：以往製作竹蜻蜓的過程不夠精確，很難控制變因，且徒手拉繩的數據不盡客觀。 因此，我們開發各式模具並設計發射器，製作各式的竹蜻蜓。因為竹材有具韌性、易取得、易加工等優點，且同學只需研習3小時，即可製作出竹蜻蜓，非常適合高中生探究與實作課程。 我們以強韌不易變形的空心碳纖維管作轉軸，插入細鐵絲，以微調竹蜻蜓重量，並設計竹蜻蜓旋翼模具，可依需要微調旋翼的角度，大量複製規格一致的旋翼，使實驗結果具有再製性。此外，為模擬手搓起飛竹蜻蜓，我們製作可固定拉力的「竹蜻蜓發射平台」，得出較可靠的數據，不但可作為鄉土教材，也是直升機旋翼的初始研究。

蝸牛球是一種科學教具，以壓克力圓柱容器為主體，在容器中加入黏滯液體及重物。在滾動時利用黏滯液體的摩擦力將容器中的重物帶到相對容器重心的後方，使重物的重力對容器產生相對於滾動方向相反的力矩，造成容器減速的現象，實驗裝置如圖1、圖2所示。本實驗想探討黏滯液體的體積、軌道傾斜角度與金屬圓柱材質、體積及重量等變因對滾動變化的影響。

本文將一道組合問題可能的方法數製成正方形表格，以「巴斯卡正方形」命名。將此正方形內的組合數同餘若干自然數後，觀察及歸納其結果。 同餘後不同的餘數配予不同顏色，產生一些特別的圖形，例如：「教大中庭系列」及「棋盤格系列」。我們研究了這些圖形的規律性以及對各個餘數的個數進行計數。 我們利用Lucas’s Theorem及(1+x)n 展開的係數搭配乘法原理來做計數的工具，並且研發了一個算式用於計算任意組合數被質數的次方同餘後的結果。

不鏽鋼是會生鏽的。它之所以能在一般情況下不生鏽，是因為含有不易生鏽的成分，如鎳與鉻。根據高一所學：鋁的表面氧化層可防止其內部繼續氧化，故我們希望比較其與不鏽鋼的差異。首先取用市面上最常見的三種不鏽鋼：SUS 304、SUS 316和SUS 430，進行分項實驗。第一項為觀察不鏽鋼加熱至不同溫度時的顏色變化；接著依據我們的推測：不鏽鋼表面也有氧化層保護內部，於是設計各種抗氧化試驗並藉物理方法檢測其表面的粗糙度。再來試將其進行生鏽反應，生鏽反應主要肇因於水和氧，而酸液與食鹽又將加劇反應。先將調配後的溶液噴灑在不鏽鋼上遂放置於室溫中，再觀察其變化。由於不鏽鋼表面會產生褐色鐵鏽，因此最後再利用草酸將鏽去除，並觀察其重量變化。

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。

水蒸氣冷卻凝結是常識，乾冰吸熱讓液態水冷卻也是常識，因此，順理成章的推測乾冰生成煙霧的原因是冷卻空氣中的水蒸氣，原是非常合理的推論。但是，將乾冰放在空氣中，僅會產生少量的煙霧，而在液態水中卻產生大量煙霧，故推測乾冰放入水中時，大部分煙霧的生成應來自液態水而非空氣。問題是乾冰放入水中後，使水溫下降時，為何能使液態水汽化為水蒸氣，水蒸氣又是如何凝結成小水滴的呢? 同時，若將水換成其他溶劑時，是否能能生成煙霧，煙霧效果差異為何呢?在不同溫度，不同溶劑量，或在水中加入不同溶質時，又會如何? 因此我們設計了一系列的實驗，探討各種不同的變因，企圖由實驗結果建立正確的理論，並依理論設計出可運行冷霧機的模型。

每年夏天，我們常為鐵皮屋內的高溫而煩惱，因此開始著手研究開窗與鐵皮屋散熱的關係。我們利用鋁罐模擬鐵皮屋，測量鋁罐加熱後內部氣溫下降曲線，來研究在不外加空氣流動下不同開窗面積、位置的散熱快慢的差異及外加空氣流動下風的速度、角度是否影響散熱效果。我們發現若不外加流動，散熱速度在開窗面積超過總表面積的6%時，散熱效果會明顯的提升，而影響散熱速度的程度由大至小分別是垂直流動、斜向流動、水平流動。在外加流動的實驗中，流動越強、流動方向越正向窗戶，散熱越快。而最後我們利用觀察煙霧在箱中的流動佐證上述實驗，發現鐵皮屋之窗戶應設計在正對盛行風向的位置，且至少開設兩窗戶，兩窗戶間有垂直高度落差，散熱效果較好。

本實驗是選用在地新鮮水果，探討最佳的天然酵母液育種、中種麵糰的發酵培養條件及其應用在吐司製作的可適性，與商業酵母在品質特性上的差異。結果顯示，葡萄、香蕉和檸檬三種水果，於26 ± 1℃培養酵母種再進行中種麵糰培養，以振盪法培養皆為2天的時間，即與靜置法分別為5和3天能具有相同的效果，大大縮短培養天數，更能減少污染率。並將三種水果振盪培養液應用於製作吐司與商業酵母吐司比較，水果天然酵母種體積比和擴展比表現理想、且可顯著延緩麵包變硬；在物性測定上水果天然酵母種具彈性大、膠強性高和織維性高之細緻組織、質地鬆軟、保水等特質；吐司感官品評以葡萄酵母種最保留清甜、芳香風味整體性最佳。