第57屆--民國106年

本研究探討台灣淡水渦蟲(Girardia tigrina)捕食蚊幼蟲機制、渦蟲功能黏液與成分分析，觀察得渦蟲會先以體外物理消化(以咽運動產生的負壓將食塊吸入體內)蚊幼蟲，再行化學分解，且偏好從蚊幼蟲腹部末端及肛攻擊；渦蟲爬行時分泌的黏液能將蚊幼蟲纏住，渦蟲黏液以染劑染色得知具多醣及蛋白質；渦蟲在有無蚊幼蟲環境不影響其黏液蛋白分泌量，至於黏液蛋白種類是否不同，需再證明；以SDS-PAGE分析得渦蟲黏液有8種以上蛋白質，主要為15 kDa，經初步定序得渦蟲主要黏液蛋白可能為titin等。未來將以高速離心濃縮渦蟲黏液，提高樣本濃度提供定序使用，並進一步了解渦蟲黏液具酵素或抗菌等其他功能，也會進階評估黏液是否有應用於防治病媒蚊的可行性。

在聲音與樂器單元中，老師播放亥姆霍茲旋轉木馬轉動的影片，引起我們的好奇心，因此我們對於影響亥姆霍茲木馬轉動的因素進行研究，實驗發現： 1.當聲音的頻率越接近腔體頻率，與腔體共振時，會產生往瓶底方向的推力；聲音響度越大，此推力越大，轉速則越快。 2.腔體容量越小或瓶口面積越大時，推力越大、轉速越快；改變腔體內氣體發現，共振時因氣體逸出腔體的速度不同，而影響腔體的轉動。 3.腔體與轉軸的距離越近或旋轉裝置越輕時，轉動慣量變小，而使轉速變快；其中推力大的沙士瓶搭配更輕的旋轉裝置，轉速可高達112圈/分。 最後我們發現磨砂機的噪音也能讓同頻率的腔體轉動，但推力比單一同頻率小，可見音色也會影響腔體的轉動。

針對海藻酸鈉與鈣離子反應時，可以包覆多種物質的特性，我們探討了含有二氧化錳、碘化鉀或酸鹼指示劑的膠球與膠條，將其應用在國中理化的雙氧水製氧、電解與沉澱等實驗；也直接使用海藻酸鈉與銅離子反應形成的膠球，進行電解或置換實驗。其中，製成好清理又能方便實驗的二氧化錳膠球，進行一系列雙氧水分解製氧的控制變因實驗，可以取代目前國中理化實驗中所使用的粉末狀二氧化錳。最後進一步觀察海藻酸鈣膠球膜對不同離子的滲透現象。統整以上結果，利用這些小「球」，可以進行基本的「滲」透實驗，雙氧水分「解」實驗，還有電「解」實驗，這些設計可以達到方便處理、收納、觀察的效益，以及環保又省錢的目的。

本研究源自建中100學年度科學班甄選數學科題目，原題只求「和」，本遊戲加入了「÷」和「餘數」，使解題過程多些難度與驚奇。 我們發現數列元素依排序對和的貢獻值呈對稱性，兩旁的貢獻值最小，中間的貢獻值最大，且數列中的各元素對和的貢獻值與巴斯卡三角形出現奇妙的巧合。 「路徑分析」證實了數列各元素對和的貢獻值[ar]＝C_(r-1)^(n-1)是正確而非巧合，同時也提供變形數列（ㄇ型、環型與面型數列）簡易而快速地計算貢獻值的方法。 解開了數列排序對和的貢獻值通式，同時也解開了「分身有數」遊戲的奧秘，原來當「n－1」為質數時，除了首項與末項外，其餘元素對和的貢獻值都是該質數的倍數。

在冬天的時候，許多人會使用護唇膏滋潤嘴唇，我們查詢護唇膏中的色素成分，幾乎都是人工色素，會造成健康傷害，我們想要製作出天然的護唇膏，以解決健康上的疑慮。我們選用紅色系的色素材料:火龍果皮、洛神花和辣椒色素，比較三者的抗菌性、保濕性和抗氧化性，我們發現以下結果: (一)三種材料都有抗菌性，而洛神花的抗菌性是三者中最好的 (二)保濕性以火龍果皮最佳，辣椒最差 (三)抗氧化性是辣椒大於火龍果皮 接著我們將火龍果皮、洛神花和辣椒色素製作成天然護脣膏，請同學們試用後填寫問卷，調查同學們對這三種天然護脣膏之舒適度、吸收度、著色度、保濕度及口味好感度的滿意程度，以作為將來開發天然護唇膏的方向。

本研究探討動摩擦力對物體在二維平面運動的影響，透過實驗設計，可以精確觀測紀錄物體在斜面上二維運動之位置、速度與加速度，推算出二維平面運動摩擦力的方向，並解出物體在粗造斜面的二維運動的微分方程式，得到六個函數關係式，透過這些函數關係式的轉換，可以模擬出物體的運動的軌跡以及其位置、速度、加速度隨時間變化的情形，與實驗量測的結果相當符合。本研究也探討初速度、斜面傾角、摩擦係數等變因，對斜面二維運動的影響，推導出運動歷時、停止位置與其初速度的關係式，並由實驗量測結果得到印證，進一步發現測量動摩擦係數的新方法，此方法只需測量物體在斜面上運動停止位置與傾角，就可推算出動摩擦係數。

本研究利用鑽石刀刻畫與加熱膨脹裂截玻璃杯的方法，製作出實驗所需規格之圓筒狀玻璃杯，以免費的個人電腦聲頻分析軟體，偵測玻璃杯振動所發出聲音的頻率，探討玻璃杯深度、口徑、厚度、水位高度等變因對頻率之影響。研究的結果發現，當玻璃杯深度愈短、口徑愈小、杯壁愈薄、水位高度愈低，敲擊後所產生的聲音頻率愈高，並成功地歸納出玻璃杯振動頻率與各項變因之間的定量關係式。對於不易觀測到之內容液體的容器而言，若能利用本研究的方法與結果，建立起各種內含液體容器或管路振動時所產生聲音頻率關係的資料庫，未來只需偵測其振動聲響之頻率，就可以推斷其結構或內容物的變化，可以作為一種非破壞性的檢測方法。

許多文獻顯示磁場可以控制特定生物的發育，但一般文獻僅有固定磁場對生物的影響，極少數操作變化磁場的生物實驗。因此我們選用家蠶Bombyx mori (Linnaeus, 1758)作為實驗動物，將蛹先以固定磁場、轉動磁場、變動磁場處理後，測量蛾的生體表型參數，同時進行不同磁場的擇偶和生殖表現[5]實驗。我們發現牠們會選擇具相同磁化方式的蛾交配[9]。生命週期在固定磁場及轉動磁場下依序會縮短26%及變長26%[13][14]。產卵量依序降低48%、23%及增加27%[1][14]。且固定磁場雄性孵化比例增加31%[2]。本研究發現磁場改變能夠產生明顯的效應。因此可能可以利用來控制昆蟲的族群結構。

木耳含有豐富的植物性膠質、多醣體等成分，它不僅可以降低膽固醇、預防便祕及美容的功效。市面上賣的優酪乳通常會添加增稠劑，因此想探討木耳的膠質用來取代添加在優酪乳中的增稠劑之可行性，並利用消費者喜好性感官品評及黏度測定等試驗找出最適合的木耳種類及比例。 試驗結果顯示木耳種類以白木耳為最適合的，而添加20%白木耳之優酪乳接受度最高，且各試驗結果顯示添加量在20~30%時，最接近市售優酪乳。 成本計算上，製作乾燥白木耳優酪乳成本為每100克3.266元，較新鮮木耳每100克7.427元低了4.158元，也比模擬市售(用0.2%洋菜)少0.112元，又以營養價值觀點來看，木耳優酪乳富含增加免疫力之活性多醣體，遠勝於市售優酪乳，是消費者之最佳新選擇。

電解質水溶液組成之「液態導線」的導電性質與金屬導線相同，包括：1.符合歐姆導體，2.相同材質導線，其電阻大小與導線長度成正比，與導線截面積大小成反比。進而發現液態導線的導電能力（電導大小）與溶液濃度、離子種類（離子在水中的移動能力與帶電量）、解離度……等有關。最後我們發現電解質水溶液內的電流大小與其離子在水中的遷移速率有關，且各種強電解質在相同的濃度與電解電壓的狀態下，導電度的大小關係為強酸＞強鹼＞鹽類，而正離子在水中的移動速率大小為：氫離子＞鉀離子＞鈉離子，負離子則是：氫氧根＞Ⅶ族離子＞硝酸根。