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高級中等學校組

低氧處理對發芽米GABA含量的影響

本研究探討發芽米在不同的低氧處理方式與條件下,對米內GABA(γ-aminobutyrate acid)含量變化的影響。從茶葉GABA研究的報告中發現,經低氧處理再回氧重複多次能夠提升GABA含量。因此本研究透過帶殼、糙米、去胚糙米的材料,並以低氧與回氧交互處理,找出合適的處理方式與條件。首先,觀察不同發芽米經低氧處理後之GABA含量的變化,發現帶殼米的中GABA含量最高。接著我們以帶殼米為材料,調整低氧與回氧處理之時間點,發現帶殼米經12小時浸水加上回氧2小時再加上12小時浸水為最佳處理方式。最後,我們比較不同材料在真空和浸水處理後GABA含量的變化,並測定GAD酵素的活性變化。結果發現在真空環境下帶殼米GABA的含量最高,且GABA含量隨GAD酵素提升而增加,而隨後去殼會減少20%的GABA。

實驗探究轉動液體的遲滯現象

U形管繞著鉛直軸轉動時,如果鉛直軸和管的對稱軸未重疊,管中流動的液體會發生遲滯(Hysteresis)現象;利用三叉管、方形盒、圓柱筒和方形筒做實驗,發現液體在五種不同形狀的容器中都會發生遲滯現象。 U形管、三叉管、和方形盒轉動時,旋轉盤的轉速由慢漸快時,液柱高度在特定轉速時會大幅度的升高,旋轉盤的轉速由快漸慢時,液柱高度在特定轉速時會小幅度的下降,作液柱高度和轉速的關係圖,會呈現遲滯曲線。 圓柱筒和方形筒繞鉛直軸轉動時,遲滯現象會隨著鉛直軸轉盤中心點距離而異,液面觸底後乾燥區會呈現圓、橢圓、三角形和部分橢圓等不同圖樣。

機車防傾倒安全裝置

本研究係針對「機車防傾倒安全裝置」進行設計、實作及測試,係以改良目前機車側柱之相關元件與控制方式為方向,利用一根裝有鋼珠的V型彎管內之鋼珠感應機車傾倒超過設定角度時,自動觸發機車側柱放下,而於機車可能傾倒前產生安全防護效果,當機車傾倒角度回復變小時,並可自動收回機車側柱,並於機車後座設置側柱手動開關,以利於機車後方採用手動方式操控側柱,方便於狹小停車格進行機車停車及取車。本創作之主要特色包括:(1)可感應機車傾倒角度而自動觸發機車側柱放下或收回,(2)可讓機車於狹小停車格便利進行停車及取車,(3) 具警示側柱是否作動中之功能。本作品主體下方並連接彈簧而裝設於木板平台上方,以利呈現機車左右傾斜/回復的情形。

面對橢圓的微笑

本研究以丹德林球體為發想基礎,將空間中平面與圓柱、圓錐面節痕所產生的圓錐曲線展開至平面並觀察其表現。發現圓柱面上的橢圓在圓柱面展開為平面後將形成餘弦函數圖形,此外我們也此想法推廣至平面的任意函數,推導任意直角坐標函數取一定範圍捲成圓柱面後的表現。而圓錐面上的橢圓、拋物線、雙曲線在圓錐面展開為扇形,並將扇形的角度擴張為完整平面後,將形成平面上的新圓錐曲線,並且平面上圓錐曲線的類型和圓錐面上圓錐曲線類型相同。

磷酸銀修飾二硫化錫奈米複合結構:應用於光催化二氧化碳還原反應

本研究利用水熱法合成 C-SnS2光觸媒,再藉由化學水浴沈澱法(CBP)將Ag3PO4奈米顆粒還原在 C-SnS2 表面,得到複合半導體Ag3PO4@C-SnS2。我們分別以C-SnS2和Ag3PO4@C-SnS2進行人工光合作用,將二氧化碳還原為可用能源,並探討兩者的差異。藉由電子顯微鏡、X光繞射儀、紫外-可見光光譜儀、傅立葉轉換紅外線光譜儀、X光光電子能譜儀和氣相層析儀,分析樣品的晶體結構、能隙、吸光範圍和二氧化碳還原反應的氣體產物。最後,發現複合物Ag3PO4@C-SnS2的光化學量子效率較純的C-SnS2高,也就是此複合物能有效的提升二氧化碳還原效率。

「黑金」-醬油製程中廢棄黑豆汁之研究

本研究利用醬油製程中廢棄的黑豆汁以期達到循環經濟之效益。結果得知廢棄的黑豆汁清除DPPH自由基、清除ABTS+陽離子自由基的能力與還原能力皆隨濃度提高而明顯上升,且濃度2mg/ml之萃取物高達83%與對照組維生素C 88%相近,故具優良的抗氧化能力。再者黑豆汁萃取物對黴菌無抑制生長的能力,但具有縮小豬脂肪細胞體積與促進油脂釋出的作用。最後利用黑豆汁原液添加20%黑糖製成飲品並進行感官品評,結果顯示20歲以下族群,甘甜味與香氣喜好度最高,整體感覺良好,可用於保健飲品開發。故醬油製程中的黑豆汁不是廢棄物,而是可以善用的「黑金」,不僅可改善因自由基或氧化物所造成之傷害,還能符合永續農業、廢物再利用的目的,具有市場發展的潛力。

芝麻”關 ”門 ! 門防監控守護神

本作品是以學校實習課所學 物聯網為基礎,,可使用手機APP連接WIFI控制鐵捲門,以及接上極限開關,使當鐵捲門到頂時,鐵捲門會停下,也使用了光遮斷器,當鐵捲門到最底時,讓鐵捲門遮住光遮斷器,使它停下不會繼續運作,更重要的是可以隨時透過網路來監控鐵捲門是否已經為關閉的狀態。

空汙報你知-守護你我檢測燈塔

我們的學校兩旁是農田且附近有大型化學肥料工廠,有時空氣品質不佳,可是空氣品質的旗幟卻是插著綠色良好的標誌,不禁讓我們懷疑它的準確性及即時性。在市售的空氣盒子中,都是小型而且數據無法即時觀看,也沒有明顯燈號顯示,不適合學校單位使用,因此我們想做出既美觀又可以隨時知道空氣品質的測定器。 作品利用3D繪圖軟體自行設計,繪製亮麗吸睛的外型再加上每分鐘測定一次,準確性遠超過空氣品質旗幟,再加入溫溼度感測器並將數據上傳至物聯網,並可以顯示「符合行政院環保署空氣品質指標(AQI)與健康影響之狀態色塊」(表1)的LED燈示及語音廣播,讓大家都能了解當時的空氣品質及時提醒及防護,以維護師生和民眾的健康。

探討空氣鳳梨吸收鹽類的構造與運輸鹽類的機制

本研究主要探討空氣鳳梨吸收與運輸鹽類的機制。首先,製作空氣鳳梨石蠟包埋玻片以觀察其表皮和內部構造。再來,分別以浸濕硝酸鉀水溶液的棉花包覆葉子不同部位,和對空氣鳳梨噴灑不同濃度的硝酸鉀水溶液,觀察空氣鳳梨在短時間內(1-3小時)與長時間下(14天)運輸硝酸鉀的情形。本研究發現:毛狀體是空氣鳳梨吸收鹽類的構造;空氣鳳梨吸收硝酸鉀後,短時間內會將其由高往低濃度區域運輸;長時間下硝酸鉀則由葉基部向尖端運輸,以抵抗高鹽逆境。最後,本研究提出空氣鳳梨運輸鹽類的路徑為:溶於水中的鹽類經由毛狀體進到植物體內,透過水的蒸散拉力將鹽類由葉基部運輸至尖端。未來,希望能以空氣鳳梨作為檢測環境汙染物與酸雨的指標性植物。

以單鐵源合成磁性氧化鐵之探討

本研究嘗試利用「自製磁吸裝置」來探討傳統合成Fe3O4的條件、並開發以「草酸亞鐵」為前驅物經過氧化氫系統氧化合成Fe3O4的方法,成功控制以單一亞鐵源合成Fe3O4。為了能夠量產Fe3O4,實驗以「窯燒」方式進行,使不同含鐵起始物隔絕氧氣並在高溫下重新排列組合。由於部分鐵源所製出的產物磁性強卻具雜質,因此我們採用虎克定律作為輔助以判別磁性差異。 實驗發現需要適當pH環境與反應速率才能得到磁性的Fe3O4產物。在熱裂解方法中,以「草酸亞鐵」作為前驅物進行600℃、2小時封窯加熱後所製成的Fe3O4雜質少且磁性佳。實驗以銅置換反應及鐵硫氰鹽、普魯氏藍等顯色方法為依據,鑑定起始物在高溫下的磁性產物中不含鐵元素,最後也以科學上具有公信力的XRD證明此結果。