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第57屆--民國106年

黑色奇蹟-探討茭白筍殼碳化之功用

我們將茭白筍殼分頂、中、根3部分測量其含水量及含水率發現,根部含水量最多,中間其次,頂部最少,但含水率頂、中、根均接近,顯示茭白筍殼各部位含水量高,各部位均不容易乾燥且不易處理,經乾餾後收集的氣體溶於水後pH<4,而碳酸飽和溶液濃度pH=5.6,若經大量處理可得到茭白筍殼醋,但本實驗獲得的量極低,而剩餘黑色固體由其導電性可知為碳。由吸水性實驗可知,茭白筍殼碳可吸水量為原重3~4倍,有良好吸水及保濕效果,在農業利用上可減少水的用量,經由染料和甘胺酸的吸附可得到對有機物有良好吸附效果,且對於茭白筍田用水中亞硝酸鹽的吸附亦有不錯效果,故在處理廢水及農業過量肥料使用有實際的應用。

清水溼地水質復原

我們希望藉由設計一道閘門於清水溼地與大海的交接口處以控制海水的進出,一方面可達到原本設計橋梁,以防止海浪大量沖刷溼地,以至於部分生態破壞,另一方面也可改善溼地目前因沉積物過量而導致溼地發臭的原因。

多堆洗牌之最少次數探討

我們延伸黃莉芸、邱文均所提供的兩堆洗牌的數學模式,將其擴展到三堆以上的情形,並討論特殊情況下的洗牌次數(如同堆牌顏色相同或每堆牌數量相等)。探討過程中,我們發現前人所提及的數學模式相當有效,但三堆以上的情形更加複雜,我們修正數學模式以適用於多堆洗牌的情形。

「榕」不下你!

臺灣鋏蠓俗稱小黑蚊,對於在校園活動的我們,常因被咬而困擾不已。過去針對解決小黑蚊之害通常有以下的方式:1.噴防蚊液。2.噴灑殺蟲劑。3.穿長袖衣物。前兩個方式,可能會有化學藥劑的危害,第三點又會造成悶熱不舒服,因此我們想從小黑蚊的棲息地來進行滅蚊計畫。 文獻資料顯示,小黑蚊棲息地為青苔。我們希望透過植物天然的抑制作用,來達到清除青苔的目的,進而減少小黑蚊的棲息地。經實驗結果發現:1.校園植物—榕樹及鳳凰木的葉子具有抑制植物發芽與生長的能力。2.榕樹枯葉和鳳凰木葉片製成的藥劑,對於青苔的細胞有抑制生長,甚至有使其萎縮的功效。3.浸泡過榕樹枯葉的土壤,經水的沖淋後,還是可以種出經濟作物;但浸泡鳳凰木葉子的土壤,經濟作物發芽率較差。

利用學校廢紙再製成多功能收納櫃

基於環保的觀念以及資源回收再利用的精神,本研究針對回收的紙類,經過再製的過程,做成多功能收納櫃。實驗過程藉著試驗失重率、表面摩擦力、厚度、變形度、耐應力等方式來驗證紙漿板的特性,最後結果經過統計分析後評選出製作紙漿板的最佳條件以及紙與膠的最佳比例(2:1),為製作出符合需求、美觀且耐應力強的收納櫃。 成品的外型設計上,考慮應力及可堆疊性等因素,決定採取六邊形(蜂巢式)設計,並且專門為六邊形收納櫃製作一組模具,另外,更研究此模具如何將紙漿定型、脫模以及成品的乾燥方式,最終將最佳比例的紙漿填入模具中,經過乾燥的過程,做成符合需求的收納櫃,以便能運用在生活中並達到資源回收再利用的目標。

「線」出原形——加密五重奏

密碼學分為密碼術與破密學,而本次的研究重點在密碼術的部分。密碼術的研究在於加密的複雜性與解密的可逆性,而一個加密系統的好壞取決於它的安全性。本次研究運用了國中的幾何概念與高中的矩陣發展出新的加密方式。並透過合成函數的概念結合五重不同的加密方式,增加其加密的安全性,分別為改良式改撒密碼、不完全加密法(一維度不完全鏡射法、二維度分別不完全鏡射法、二維度不完全鏡射法、二維度不完全點射法、二維度改良式不完全映射法,高維度不完全加密法)、煙霧彈加密法(改良式維吉尼亞密碼、干擾加密法)、連分數加密法與RSA公鑰演算法,以各自加密法的優點截長補短,使這五重加密方式能相互配合,奏出和諧優美的「加密五重奏」。

海梨柑的另一片天

本研究以在地芎林鄉鹿寮坑特色橘類「海梨柑」為探討樣本,在不同溫度及時間下,利用不同溶劑-水和酒精,進行植株不同部位-皮、葉、枝的萃取,以碘滴定法與DPPH清除率測試萃取液的抗氧化力。由實驗結果得知:抗氧化力以皮>葉>枝。而不論在皮、葉、枝,均以水萃的抗氧化力優於酒精萃取,且高溫萃取較低溫萃取佳。我們選擇最具抗氧化效果的高溫(100℃)、水萃、4小時、海梨柑「皮」之萃取液,進行稀釋及冷凍(-20℃)保存之抗氧化測試,結果可知稀釋後的萃取液之抗氧化力具有濃度趨勢,且在冷凍保存6週後,抗氧力只下降約1/5。最後,將其應用在海梨柑化妝水的配置,約相當於50ppm維他命C的抗氧化能力且有著淡淡的橘皮香氣及溫和(pH5.5)不刺激皮膚的優點。

「蚓」出生機

本研究以不同微生物發酵方式(EM 菌(Effective Microerganisms)、枯草桿菌(Bacillus subtilis)、蔡十八菌、木黴菌(Trichoderma))養殖蚯蚓,並固定牛糞、紙污泥與太空包與其 他輔料(米糠、蔗渣、果皮、腐葉)成分(原料來自雲林縣工、農業廢棄物),並用本土種的 掘穴環爪蚓(Perionyx excavates)分解,以室內分層式堆肥採收蚓糞,再用機械篩選出高純 度蚓糞;以雲林縣農作物:小白菜(西螺鎮)、香瓜(二崙鄉)、番茄(口湖鄉)為實驗作物,探 討蚓糞當有機肥,作物生長與甜度變化;並將蚓糞與剩料(純度較低)運用於雞場除臭功 能,經實驗結果顯示,蚓糞用於農作物與除臭皆有顯著的效果呈現。

有誰『感』進來!?〜探討不同植物對周邊植物生長狀況的影響之研究

此研究想了解不同植物對周邊植物生長狀況是否有影響,針對水稻(水田)及玉米(旱田)作為此次研究主題,觀察是否會對周遭植物產生化感作用的影響。由實驗結果得知水稻抑制其他植物生長的能力很強,但水稻無法抑制部分物種,可能是這些物種有適應性,或是水稻可以促進其生長。玉米可以抑制植物的生長高度,但對覆蓋面積影響不如水稻明顯。根據化感作用所造成的影響,水稻應可作為天然的除草劑使用。未來可以繼續針對不同的植物做研究,進而找出更好的天然除草劑,以取代化學成分的除草劑,如此不但省錢更能保護環境,達到對大自然的永續經營。

一線生機-智慧安全輪椅

本作品有幾項特點:第一項特點是將行車紀錄器及後視倒車影像加入在輪椅上,如果遇到突發事故,有錄影記錄可以佐證;其次,對於頸部或轉身行動不方便的人,可以利用後視倒車影像瞭解輪椅後方情形。第二項是輪椅結合Arduino設計方向燈,在行進時轉彎,可以有方向燈的功能,能使後方來車瞭解輪椅的動向,避免發生事故。第三項是將按鈕開關結合Arduino與藍芽功能,在發生意外時,可以將求救訊息及位置圖資傳送到指定的聯絡人手機或醫療院所,使指定的聯絡人或醫療院所,能夠知道其目前所在的位置。作品也考慮輪椅族會有需短暫離開輪椅之需求,為此也設計單鍵求援行動APP以供使用者之所需。最後結合綠能概念,在輪椅上方上太陽能板,供電給本作品電路裝置。