第57屆--民國106年

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。

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!

「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。

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。

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。

幾丁質是地球上含量僅次於纖維素的第二豐富有機物，而依據台灣漁獲物中重要魚類之非食用廢棄率及廢棄量之統計，以蝦殼為主一年就有5.7萬噸。 本研究實際以「廢棄蝦殼」提煉及去乙醯化後製得幾丁聚醣薄膜。探討如何製作最佳化的幾丁聚醣薄膜為載體取代傳統的ITO玻璃，加入容易取得的染料與電解質合成染敏電池，而電池四周乾燥的幾丁聚醣膜可自然封裝電解液，並探討廢棄蝦殼染敏電池之各種發電效益。 以廢棄蝦殼粉、水、醋酸質量比6：200：1所製成的幾丁聚醣膜容易脫膜、透光度72.4%可作為染敏電池的載體。以氯化鈉為電解液所製得3cm*3cm大小電池的最大電壓0.72 V、電流16.13mA其電功率11.61 mW，經I-V曲線求得轉換效率為0.8％，以單一cell的方式就能使LED燈泡發亮。

本研究以自製「植物箱」，模擬取代自然環境中之最佳光照、溫度與溼度，建立較適宜植物生長的環境。植物箱以感光計測試燈管光度，以紅外線溫度計及溼度計測試箱內溫、濕度變化。實驗結果：一、T5燈管的紅藍光比例，對植物生長有密切關係，配合定時器裝置，可取代太陽光之照射。二、水冷機控制貯水槽溫度，結合風扇向上吹送，有助於水氣蒸發與凝結，達到溫度控制。三、溼度控制器結合風扇向下吹送，有助於水氣吹送，形成循環對流，達到溼度控制。四、自製「植物箱」植物生長之研究，可為智能環控確實可行。本裝置採密合及低功率節能方式種植，與外界呈隔離狀態，不受天候影響，可避免病蟲害及農藥，除可創造極大的經濟價值外，更能與地球永續共存。

遷粉蝶是我們校園常見蝴蝶，調查校園發現有無紋型及銀紋型兩種。不同型態與顏色的幼蟲、蛹及成蟲，在不同季節與環境同時發現。幼蟲體色深淺與體側黑線寬窄組成多種表現形態。化蛹以綠、白、褐組成多種蛹色，白色半透明塑膠盒蓋40隻化蛹成多種顏色；部分幼蟲離開植物向光源的遮光處化蛹。成蟲翅膀斑紋及顏色深淺組成多種表現型。紀錄9-11及4-6月氣溫較高，幼蟲成長速度較2月快。發現體側有黑線幼蟲攝食方式與白線幼蟲不同。幼蟲棲息於葉面及枝條上，體色與環境相似。防禦策略主要有拉開距離、隱藏、干擾視覺等，多態現象是較多時期的防禦方式。不同色光源實驗發現對幼蟲體色、化蛹及羽化有影響。幼蟲缺食實驗發現幼蟲提早化蛹影響羽化為銀紋型。

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。

我們用糖度計來推算硫酸銅的濃度，調配所需的硫酸銅溶液。發現適合培養硫酸銅晶體的濃度為24～26°Brix(39.9～44.4g)。懸吊的晶體重量比置底晶體增加較多，厚度較厚，而置底晶體長度增加較多，厚度較薄。硫酸銅多次培養的晶體形狀維持不變，正面為平行四邊形，兩側面形狀較不規則且不平整，易出現混濁不透明，且原有晶種形狀會保留在晶體內部。晶面多為成對平行出現，晶面夾角固定為60ﾟ、120ﾟ、70ﾟ、110ﾟ、145ﾟ、155ﾟ。 通電後的硫酸銅溶液培養晶體，靠近負極硫酸銅晶體的成長速度較慢。磁力對於硫酸銅的晶體成長，沒有明顯的差異。硫酸銅晶種用棉線纏繞包覆後，仍然能維持固定晶型成長。在同一杯硫酸銅溶液中，放在越下面的晶體成長速度越快。