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第57屆--民國106年

利用科學方法研究古早味椪糖

「椪糖」是台灣古早味的傳統小吃,不過看似簡單的實驗,在親自動手做後,成功率竟然不高,為了提高椪糖的成功率,做了一系列研究,希望藉由科學方式試驗出製作椪糖之SOP,實驗後成功率果真大大提升。我們更進一步研究發現,椪糖製作時的關鍵材料「小蘇打粉」,在不添加的同時,椪糖也可以成功椪發,更推翻大部分文獻及網路上所解說椪糖製作的原理是「小蘇打受熱產生二氧化碳,才能讓椪糖膨起的原因」;而實驗後發現,椪糖膨脹成型的原理是氣體熱脹冷縮。最後我們更嘗試改變溶劑,以及創新口味等研究,調查大眾接受程度。

好「繩」省水自動澆花器

好「繩」省水自動澆花器,是一個全新的澆花器設計,與傳統的人工澆水、自動噴水及滴灌系統完全不同,沒有人工及噴水澆花,水資源到處溢流的浪費,更不會有滴灌式滴水孔經常堵塞,無法出水的問題。 本澆花器架構簡單,只需回收的兩個寶特瓶及吸管,再加棉繩,即可完成,操作方法容易。它利用大氣壓力、毛細現象及重力原理,由棉繩緩慢吸水到土裡。省水、節能、自動供水是澆花器的三大優點。經過測試,它比傳統的澆水方式約節省78%的水。此外,不需要電,利用盛水容器水位的高低及棉繩數量、種類、水沿著棉繩爬升的高度,就能精準調整控制出水量,有效提供植物生長所需用水。它適用範圍大,不管室內還是室外,大部分盆栽都可搭配使用。

不可能的暖咖效應

環境汙染一直是全球關注的問題,而本研究是基於冬天時,常會看到同學拿著暖暖包取暖,如此使用頻繁且不可重複使用的暖暖包是否會造成環境上的負擔呢?透過本研究希望能將資源再利用的咖啡渣,用來取代暖暖包內容物-蛭石,拓展咖啡渣的新用途,減少廢棄量。 本研究比較了不同咖啡渣來源、添加量及研磨大小等因素進行暖暖包放熱溫度曲線分析,而我們成功找到可以跟市售暖暖包一較高下的最佳配方:2g濾掛式(20秒*5)的咖啡渣,持續放熱24小時後仍有47.04℃的高溫。並更進一步結合大眾喜愛程度,能客製化提供暖暖包配方,來滿足不同消費者的需求,最後利用簡單步驟在家中即可自製出暖暖包,方便使用於日常生活中,既天然更可達到資源再利用。

米穀粉與麵粉共舞~米饅頭之探究

本研究將在來米粉、糯米粉、蓬萊米粉和糙米粉等米穀粉加入麵粉中做米饅頭,探討直接法與中種法所做各種不同比例米穀粉饅頭的差異,找出品質最佳的米饅頭。 研究發現:直接法米饅頭在糯米粉20%〜50%時,會Q軟有嚼勁,口感佳。蓬萊米粉米饅頭在鬆軟度和彈性方面品質最佳,可以加到40%。糙米粉米饅頭在鬆軟度和彈性方面次於添加蓬萊米粉,可以加到40%。在來米粉米饅頭,鬆軟度和彈性最差,不可添加超過40%,添加超過40%時,饅頭會變得乾、硬,易龜裂。 中種法米饅頭中,糯米粉米饅頭在鬆軟度和彈性方面品質最佳。由於中種法的麵糰膨脹力較強,饅頭組織變得柔軟細緻,口感好。因此,除了在來米粉50%的口感硬,不適合以外,其餘米穀粉皆可製作添加20%~50%的米饅頭。

兵來漿擋-非牛頓流體防衝撞力之研究

非牛頓流體的膨性流體有一現象稱為『擴溶現象』(當粉漿急速受到外力時,粉漿顆粒相吸卡住彼此,形成堅硬固體狀表面,但未受力部分則是產生波動的液體),所受衝力因波動而減少。實驗發現濃度50%~58.5%的玉米粉漿與濃度20%~58.5%的太白粉漿符合膨性流體的特性,且玉米與太白粉漿的濃度越大吸收彈珠撞擊衝量越大。糯米粉漿則不符合膨性流體。將實驗結果運用於安全氣囊的設計,發現雙層安全氣囊:以58.8%玉米粉漿填裝面向車頭的氣囊,防止車體形變對人體的傷害;面對人體方向的氣囊則灌入氣體,利用氣體的可壓縮性減少人體的衝撞力。此裝置在車輛下滑急停時,人體所受衝撞力最小。能有效的減少人體因衝撞所受的傷害。

風「磁」電掣~自製Q版磁浮小火車

玩磁鐵時,對於同極相斥、異極相吸的現象感到有趣,因此想要自製磁浮小火車。製作的方法為:將長方形磁鐵緊密黏貼製作磁軌道和車體底部磁鐵,軌道底板為薄木板,兩側牆壁要以厚木板固定,使牆壁平行並與底板垂直,車體上黏貼馬達風扇和電池盒,用水平儀調整車體平衡,讓小火車平穩懸浮,再打開風扇推動前進。 進一步探討使小火車速度更快,實驗結果發現:車體一側緊靠牆壁,另一側與牆壁的間隙以0.5~1.0mm的寬度能讓小火車快速前進;壓克力板車體的前進速度最快;牆壁材質以壓克力板最好;轉速6000-8000RPM的馬達配合葉片長4.0cm的塑膠風扇推動力最佳;長條磁鐵做磁軌道時,疊成三層時車速較快。 除了用風扇外,還可用重力或磁力使小火車前進,就是好玩的磁浮小火車了。

咖啡渣˙染˙變身show~探討咖啡渣之染色變因與再利用

本實驗透過咖啡渣與染材的染色過程,了解冷熱染對染色的效果,並透過浸泡助染劑及媒染劑,觀察發色、固色及色相的變化。本研究希望透過實驗過程,了解其染色的變因及控制色彩的層次性,以便應用在染色的成品中。 本研究發現:就常溫(染液23℃)及高溫(煮染控溫在100℃)而言,高溫熱染吸色的效果較佳。在使用動、植物性蛋白質的助染劑實驗裡,發現膠原蛋白有隔絕吃色的效果,而奶粉發色最佳。改變媒染劑濃度能染出漸層色系;加入醋酸鐵會變鐵灰色;加入澄清木灰水及澄清石灰水會固色。 咖啡渣所染出的色彩很淡雅,從過程中可以得到許多細膩的中間調性,利用它彩繪及製作編染、織染之成品,具木質色調,可使生活更有樸實的美感。

斷尾球「生」~探討羽球羽毛對飛行的影響

從平時練習的羽球中,發現羽毛形狀及疊合方式存在明顯差異,於是著手設計空氣壓縮推進噴射的方式探討軌跡差異。利用四個排風扇並排製作垂直風洞,再將球頭鑽洞放入滾珠軸承及牙條作為支架,使穿過支架的羽球在垂直風洞中仍然能夠自由旋轉以利取得運動時的阻力、轉速及側向力。實驗數據顯示,羽毛只要經過修剪,阻力多會下降;若修剪外側羽毛,高速下的轉速可大幅提升,但低速時則因受力面積減少導致轉速下降;但羽尾若破壞程度太大,如:剪成平頭狀,會使得轉動能力下降,甚至低速時無法轉動,飛行距離也明顯提升。最後,斷翅的實驗出現了一個有趣的結果:透過斷去第二根羽毛達到對稱的缺口,可挽救失控的側向力,提升破損羽球的練習價值。

聲音的槓桿原理

槓桿原理的運用廣泛,但在物理學鮮少和聲音聯結在一起。至少在國中生很少人會將兩者聯想在一起。我們卻從人耳的生理結構,突發奇想,想打造一套能傳遞聲音的槓桿結構,並研究其特性。在克服了重重困難後,我們果真成功從零到有自製出獨一無二的實驗系統,藉由不同支點、不同抗力臂、不同施力臂的調整以及不同平衡質量的調校,我們在仿生的世界,發掘未知的奧秘並享受實驗的樂趣。很多生理學的教科書都說人耳的三小聽骨類似槓桿結構有放大作用,但我們的研究卻發現槓桿結構對聲音的傳遞並無明顯放大作用,反而是過濾作用。欲知其詳,且看我們的研究分析。

紫蝶飛舞-抗氧新花現─蝶豆花抗氧化研究

從媒體報導及文獻研究顯示蝶豆花富含花青素具有良好的抗氧化效果,所以我們想針對蝶豆花進行抗氧化力的深入研究,針對不同水溫、沖泡時間、靜置時間及在花茶中添加檸檬汁、牛奶、果糖等不同物質,分別研究探討蝶豆花的抗氧化能力。 研究結果顯示,以高溫沖泡五分鐘的抗氧化效果最為良好,靜置時間愈長則會使其抗氧化性變較差,在茶中添加物質方面,發現牛奶可增加蝶豆花茶的抗氧化力,但添加果糖和檸檬汁則會降低其抗氧化力。 因此蝶豆花茶最適合的是高溫沖泡,現泡現喝並且可搭配牛奶一同飲用,可讓抗氧化達到最佳效果。