第57屆--民國106年

本研究結合在校所學，於大樓所有通道之地板中埋設LED燈條，再藉由溫度感測器搭配微控制器進行路徑分析，判斷出哪些通道是安全的？然後點亮該通道燈條，以顯示出所有安全的路線，以指引受困民眾迅速逃離火場，並在火災發生時讓LED燈條以流水燈的形式指引受困民眾用“最少的時間”迅速找到“安全”且“最短的逃生路線”確保生命安全。本作品結合Arduino微控制器、彩色LED燈條、溫度感測器以及無線通訊模組等元件製作而成，經過測試之後證實可以運用在實際現場上協助民眾逃生。本作品不只可應用在住宅或商業大樓，也可延伸應用在大型購物中心、展覽中心、醫院或學校，有效協助火災現場民眾安全地逃生，大幅降低受困民眾走錯逃生路線的機會。

空氣污染是目前最緊迫的環境問題之一。而PM2.5的相關研究更說明了其對人體的危害，這引起了我們高度的好奇心。依據環保署過去3年資料分析發現臺灣PM2.5南部>中部>東部，夏季的PM2.5較低。晴天PM2.5高於雨天。透過定時擷取空氣盒子臺中市PM2.5值資料分析發現地形會影響PM2.5值的遷移與濃度分布：盆地區>海線區>山區，另海線區與盆地區一天中PM2.5最低是在15時、18 ~24時最高；但山線區此現象不明顯。令人訝異的是工業區與非工業區的PM2.5無明顯差異!實地測量學校的PM2.5發現：校門口>其他區域>教室。廟宇、吸菸室、炒菜烤肉時，都會產生大量PM2.5。若想預防PM2.5可選擇口罩、負離子機，但不同品牌效果差異大。室內植物以粉黛葉、彩葉椒草等表面具凹凸構造者PM2.5下降率較佳!

衛生紙到底丟不丟馬桶?丟可能會堵住馬桶但可減少疾病的散播及垃圾的清理問題因此本研究針對抽取式、捲筒式、輕便包和濕式衛生紙的纖維結構、密度、長度、吸水性、乾濕支撐力等特性逐一探討，希望找出與衛生紙裂解度最有相關的因子，進而研究水溫、衛生紙的張數、摺疊次數及擦完含水量不同的排泄物後對馬桶水流量的影響，藉以判斷衛生紙該怎麼用才不會堵住馬桶，結果發現： 抽取式衛生紙三張以下或摺疊次數為3次時較不會塞住馬桶。衛生紙纖維密度會影響吸水性、潮濕時的支撐力，進而影響裂解度，然而裂解度和衛生紙沖出馬桶的時間有顯著的相關，我們推測纖維密度是影響衛生紙會不會堵住馬桶的重要因素。 衛生紙的裂解度在室溫(25℃)時裂解度較低。

我們提出一個實驗方法，將測量浮力的原理應用到磁力大小的測量，這個方法可以測量磁鐵在不同距離下的磁力大小，彌補課本上利用迴紋針吸附只能測量到磁鐵表面磁力的不足。依照提出的方法，我們研究了磁鐵距離與磁力的關係，以及不同大小與材質的圓柱型磁鐵對磁力的影響。研究結果發現磁鐵直徑越大，磁力越大，而當磁鐵表面與鐵粉(被磁鐵吸引的目標物)距離固定時，磁鐵厚度增加，磁力作用也會增加，但是有一極限值。若把鐵粉量增加，則測量到的磁力也會增加。我們也發現釹鐵硼磁鐵的磁力與距離的2.5次方成反比的關係，而氧化鐵磁鐵則是成2.4次方反比關係。最後比較兩種不同材質的磁鐵，我們發現釹鐵硼磁鐵的磁力大約是氧化鐵的5倍。

由於新聞的啟發與對大自然的好奇，我們嘗試對閃電做了一些初步的探究。從資料的收集與研讀，並且經過一系列模擬裝置的改進，從而找出較適當的模擬方法，希望從實驗中能對雷擊與閃電形狀的發生有進一步的認識。而由研究中我們有了以下初步的發現： 一、雷擊發生的機會，下午比早上容易出現，特別是在夏季的午後。 二、雷擊發生的機會，海洋多於沿岸陸地、北部多於南部、山地多於平地。 三、台灣夏季雷擊發生原因來自於地形雷雨、鋒面雷雨與對流雷雨。 四、金屬製品、或具有尖端等性質的物質是比較容易被雷擊的。 五、閃電的形狀，通常是會依循較有利的路徑而形成。 六、避免雷擊的方法有：雷擊發生時應避免在高處或水邊活動、避免穿著潮濕衣物等。

一則「四年零電費」的新聞引起我們對免電冰箱的好奇，透過探討水、組成材質、盆外環境等因素與盆內溫度的關係，了解(1)水的汽化熱是免電冰箱降溫的主因，但水太多或太少，降溫效果反而不好(2)水溫並不影響最後的降溫效果(3)保水性佳且達到最大含水量的填充物有利於降溫(4)內盆材質的差異未有顯著影響(5)外盆材質具有孔隙降溫效果較佳(6)使用的液體避免含有顆粒雜質，以酒精最佳、純水次之，考量成本，建議使用純水(7)高溫度、低濕度、通風及較大的空氣接觸面積有利於降溫(8)照射太陽不利降溫。「水」有強的氫鍵，汽化熱相當高，應用於免電冰箱有良好的降溫效果，對蔬果保存，具有環保、節能、簡易的實用價值。

「超級黏土」不但能耐熱、耐冷，在海水以及強酸、強鹼浸泡下，都無法影響它的超強黏固力，它能緊緊黏住物體，固化後還具有可彎性，且具有彈力。我們分析它的成分還找了各種材料，並用自製測量工具：黏固力、彈力、酸腐蝕測量工具進行檢測，嘗試做出類似「超級黏土」及創意產品。經實驗得出：(1)超級黏土的成分有滑石、聚矽氧烷、甲基三矽烷等，實驗證明它有強的黏固力、彈力、耐熱、耐冷、防水及防腐蝕的性質。(2)自製超矽黏土：25公克滑石粉加20公克中性防黴矽酮加2公克玉米澱粉，性質最接近超級黏土。(3)我們用自製超矽黏土修補許多破損物品及捏塑生活用品，更加入夜光以及能感溫變色的物質，發展出既經濟又實用的創意超矽黏土。

我們想要探討物體形狀及排列狀態對於風阻的影響，並對照自行車隊運用策略，從中尋找蘊含原理。我們發現：(一)物體前側角度愈大，風阻也愈大。(二)物體後方形狀愈平緩，易出現真空區，四周氣流隨著改變，阻力大增。(三)列車車頭形狀愈具流線形，空氣流動愈流暢。(四)車殼上錐狀孔洞及通風孔，具備降低風阻的效果。(五)列車高速前進時，風阻差異將擴大，若車頭形狀設計不佳，會產生擾動氣流造成危險。(六)物體正前方若有另一物體接近時，中間的氣流方向是紊亂的，後方物體面對的風速將減弱。(七)自行車選手前方隊形能有效降低風阻，但車隊需視情況調整策略。我們藉由這些結果了解交通工具的風阻處理方法及運動時降低風阻有利策略。

金門盛產石蚵，石蚵養殖產業，不只是金門重要的經濟產業，也是金門重要的美食料理；在今沙美地區復國墩遺留大量的貝塚化石，發現金門石蚵採集可追溯至距今七、八千年前，而現今以花崗岩石條式養殖為兩百多年前明萬曆年間傳入。 但石蚵除了食用之外，它的全身更都是寶！ 經過實地考察、訪談，我們發現蚵殼可以運用在建築、防洪、鋪地…等方面，此外，我們更針對改善土壤酸鹼值進行研究，在土壤中加入不同時期的蚵殼，觀察酸鹼值以及植物生長情形，實驗結果如下： 一、蚵殼粉對於改善土壤酸鹼值有實際影響。 二、較細的蚵殼對於改善土壤酸鹼值影響較高。 三、放置六個月的蚵殼對於土壤酸鹼值影響較高。 四、蚵殼粉對於植物(小白菜)生長情形有顯著影響。

本研究利用"靜電吸附能力"結合板擦布摩擦吸粉的效果，製造出新一代靜電板擦。目前，成功研發出靜電板擦有三代：第一代板擦採用焊槍熔錫技術；第二代板擦採用無鉛鍍銀線穿繞技術；第三代板擦進一步將清潔功能與靜電集塵技術做結合。前兩代板擦使用電蚊拍的高壓電發電裝置製造靜電，將過去研究中瞬間大量製造高壓電擊靜電的起電機裝置縮小，但本研究發現比起單獨提升擦面靜電，提升板擦整體吸粉面積較能吸附更多粉量，因此第三代板擦利用即時清潔裝置清理至靜電集粉區來吸附更多粉量，而本研究的靜電板擦吸粉量實際應用在教室黑板時比傳統板擦吸粉量佳(可吸附42%的粉量，傳統板擦只能吸附31%的粉量)，未來將再進一步改良，使板擦使用時能更順暢。