第57屆--民國106年

老師曾說：「酒精能殺菌，主要是利用酒精引起蛋白質變性，導致細菌或病毒的死亡。」加上學校午餐總會剩下許多剩飯，這讓我對「酒精發酵」產生興趣，想進一步探討研究。 我們以微生物進行米飯發酵，蒸餾出酒精，並測量濃度，作為米飯發酵力優劣的標準。接著進行不同菌種、不同糖量、不同米麴菌量、不同溫度、不同米量和不同發酵天數對米飯發酵力的影響等實驗。發酵後的酒精，還製作出消毒酒精、料理米酒、水果酒和燃燒用酒精。最後，進行簡易蒸餾設備的改良，大幅提升蒸餾酒精的濃度。 實驗結果，以米麴菌進行發酵最好，酵母菌效果最差。此外，適量的糖有助於米麴菌的發酵力，增加米麴菌量和米飯量，並在高溫的夏天進行發酵，更能提高米飯發酵力。

在接觸了巧智拼球後，我們想利用「按照同樣的轉法轉幾次後會回到原本的位置」的規律找出和網路上破解法完全不同的公式。為了能夠更快速找出公式，採取了「簡化」策略，從2個盤子與3個盤子開始研究。之後我們發現了從編號1-1開始可以透過「轉法一、二和轉盤子」到達所有的情況。而且轉法一、二所產生的環型圖案與規律就有如巧智拼球上綻放的花朵令人著迷。接下來在電腦的幫助下，我們使用矩陣運算了解了轉法相加的規律，並且透過了位置交換列出所有的狀況，繼而發現可以用4朵花覆蓋全部的3個盤子編號。最後根據我們的研究發現，我們找到了將所有情況回復原位的方法。

本研究利用自然課所學過的「力與運動」與「簡單機械」來探討飛行筒的飛行現象與原理，探討方法分別為：一、自製不同形狀的飛行筒，找出飛行距離最遠的飛行筒，並觀察飛行筒的飛行現象，探討飛行筒的飛行原理；二、自製飛行筒發射器找出最佳發射條件。 本研究發現：一、在飛行筒部分，飛行筒最佳形狀為圓形、最佳直徑大小為8公分、最佳飛行筒長度為4.5公分、飛行筒最佳前端厚度為一層；二、在發射條件部分，飛行筒發射時厚端朝前發射、發射角度為5度、橡皮筋彈力設定為往後拉30公分、橡皮筋旋轉角度為90度。

在警局學習指紋鑑定中了解，要從線索裡找出犯罪的指紋是艱辛的，所以本次實驗就五種檢測法配合染色，了解不同材質的狀況，加上警局最常用的寧海德林試劑做最佳化研究，實驗發現如下： 不同材料適合的方法 1、吸水性材料指紋顯像最適方法為寧海德林法。 2、非吸水性材料指紋顯像以龍膽紫法、粉末法及氰丙烯酸酯法最適合。 寧海德林試劑最佳化 1、指紋浸泡寧海德林試劑約兩分鐘效果最理想。 2、指紋樣本以60℃烘30分鐘，顯像最佳。 3、酸會破壞指紋，鹼會溶化一部分指紋，在pH=6時寧海德林顯像最佳。 4、配置原始寧海德林試劑需六次萃取，可以發現在四次以內效果仍佳。 5、發現濃度在原始寧海德林試劑的60%仍有不錯表現，可以依此做改良。

本研究於林口地區進行土壤土質與蚯蚓族群的探討，分析各地區土壤土質並與蚯蚓數量進行比較。研究結果顯示，林口各地區的土壤酸鹼值平均為4.7±0.9，校園中的覆土酸鹼值平均則為6.9±0.3。挖掘到的黃頸蜷蚓比例多半大於50%，在紅土中為優勢種。除植物覆蓋率之外，蚯蚓數量與單一土壤土質變因沒有太大的關係，推測為土壤各項因素交錯影響所致。而林口地區蚯蚓數量除人為活動較多的菜園外，其他地區數量皆少於非紅土地區，且種類也較少。本研究所繪製的校園蚯蚓地圖可作為本土生態教材，讓在地學子更了解在地的環境，也顯示目前外來種入侵紅土地區的嚴重性，後續可朝外來種防治來發展，未來希望能進一步探討生物因子對蚯蚓的影響，綜合分析最適合蚯蚓生存的環境。

這個遊戲是個層層堆疊的數列，代表了一種有趣的乘法結果記錄：某一層的數列是將上一層的每一碼乘以2的乘積，依序排列起來。我們要求的是在第幾層時數列的長度會超過1000位？ 我們還研究了乘數是3、4、5、…、10的情形。 本作品使用的方法為直觀觀察、樹狀圖和有向圖，去找到遞迴式。很遺憾，一直乘以7沒有找到一般式。然而，我們可以利用有向圖求得：給定某次運算後，知道其數字分佈後，透過「矩陣運算」得到下次運算後的長度。

本研究探討鮮奶加入薑汁產生化學反應而使蛋白質凝固。經過一連串的實驗，發現薑汁與鮮奶比例1：6至1：60均可凝固，比例1：15凝固情形和口感都有不錯的呈現。鮮奶的最佳溫度為50℃~80℃，全脂或低脂鮮乳倒入薑汁中都會凝固。多種蛋白質飲品能與薑的蛋白酶起化學反應而凝固。沖泡奶粉須13%以上才能凝固。薑汁在低溫下能維持蛋白酶活性，中寮薑4℃可維持27天，其餘薑種4℃冷藏後7天的薑汁便失去活性，-18℃冷凍儲存的薑汁則可維持74天。薑塊於冷藏室可維持活性5天；於冷凍庫可維持活性15天。製作撞奶時，撞擊高度不影響結果，分次撞擊間隔時間須少於3分鐘，間隔30秒的輕微晃動仍可凝固；薑汁撞奶凝固最成功的反應時間須8分鐘以上。

近年來馬祖海漂垃圾及廢水污染的問題日益嚴重，對自然海景與生態環境的破壞力不容小覷，於是我們欲找尋替代物減輕對環境的傷害。馬祖餐桌上必有的美食-淡菜，食用前總把不可食用的強韌「足絲」剔除，我們由此天然的廢棄物作為發想，逐一透過實驗結果證實淡菜足絲的強度、耐熱、耐酸鹼、可染色和可分解的特性，符合作為尼龍替代物的需求；特別的是足絲同時具備優異的吸附重金屬能力，將使環境可逐漸恢復最初的潔淨。運用足絲的各項優點，我們開發出各式生活編織品及淨水器。足絲有著環保、低成本、功效佳等優點，因此可透過廢物再利用達到減少海洋汙染的期望。

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。

本研究採用物理製造法來製備無添加糖分和香料的純氣泡水，在【前置實驗】中利用自行研發的「可調式氣體流量計」找出二氧化碳含氣量穩定的氣泡水，發現以RO逆滲透水源、弱充氣量模式所製備而成的氣泡水在長時間中二氧化碳氣體逸散率低且逸散速度緩慢、穩定！接著，以此氣泡水源在【主要實驗】中利用顯微鏡及Motic image plus 2.0、Image-J軟體進行氣泡水不同靜置時間、不同注水衝擊力道、不同粗細顆粒、不同容器材質等變因的探究，藉由量測及分析在不同變因下氣泡生成平均數量及平均面積，發現以上變因都是影響氣泡水中氣泡生成的重要因素。我們用一整年的假日、週三下午等時間完成此研究，發現物理世界中氣泡的奧妙之處，付出再多的辛苦也值得！