第57屆--民國106年

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。

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。

蒟蒻果凍是具有膳食纖維的美食點心，為了瞭解其凝膠特性與品質變化，操縱變因包含「加熱條件」、「添加糖類」、「改變酸鹼值」、「添加鹽巴」、「其它添加物」、「貯存溫度」等來進行硬度、耐壓力、離水率、切割力、凝膠速度、油脂包覆能力、貯存方式等實驗，並透過「感官品評單」進行嗜好性調查，最後根據實驗結果提出製作建議。 實驗結果顯示: 1.內部凝膠最佳的酸鹼值落在pH3~4。 2.糖的添加有助於凝膠作用，而鹽巴卻有抑制作用。 3.醋和酒精可以延長其貯存期限。 4.貯存方式不宜放置冷凍庫因為水分析出的離水現象最明顯。 5.大眾喜愛的凝膠性是製作比例為「凍粉：水=1:20~30」;凍飲則為「凍粉：水=1:70~80」較佳。

原住民的小米麻糬好吃的關鍵在於它的Q彈(延展性)和黏牙(黏性)。本研究主要探討：小米麻糬搗的次數、蒸煮時間和和研展性、黏性的關係。其次是自製測試黏性的機械。 實驗過程我們以固定高度的水管、相同重量的寶特瓶，利用重力加速度的原理模仿耆老搗麻糬，掌握固定的搗麻糬力道。再用相同重量(10公克)麻糬在手心拉開，觀察其延展性。測黏性的機械是利用馬達轉動繩子拉起釘子，測量釘子被拔起來的時間來測試黏性。以相同的方法，實驗蒸煮的時間會不會影響其延展性和黏性。 研究結果：搗小米麻糬200下時黏性最好，300下時延展性最好。煮小米的時間20分鐘時麻糬的延展性和黏性都最好。研究建議下次在製作測量機械時，應該要排除所有人為因素。

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。

本研究分析鬼艷鍬形蟲Odontolabis siva parryi Boileau， 1905交配行為，探討其生殖策略。研究發現擇偶主動權在♂，同意權由♀決定。大型♂在擇偶時更主動，但大型♀若不願意交配，則更容易逃離。交尾中♀會因體位異常明顯掙扎，交尾費時更久。若勉強同意交尾，交尾後將逃、慌亂越久，♂將更難成功護雌。♂體長越大，交尾後原地偵測越久，護雌行為會更晚出現。面對小王且老婆在場時，♂生殖策略為主動攻擊與護雌並行，即使由小王取得交配權，老公仍會努力奪回護雌權。面對小三時，護雌不會因有伴侶而具專一性，♂蟲採取護雌的生殖策略時，也不會輕易放棄擁有更多繁殖的機會。因觀察到交配後有精莢掉落，故推測♂除以護雌行為降低精子競爭風險外，可能還有精子置換的生殖策略。

藍晒圖是檸檬酸鐵銨和赤血鹽混合後化學反應，以陽光中的紫外線照射水洗後而成的美麗圖案。好的藍晒圖需要有三個要件：(1)適當比例的檸檬酸鐵銨與赤血鹽混合【2】(2)充分的陽光(應該說是紫外光)(3)合宜的沖洗液。選擇適量比例的感光液，藍晒後才是最漂亮的普魯士藍。藍晒圖沖洗過程，紙張的選擇也很重要，素描紙是最佳的選擇。光線選擇以自然界充足的太陽光為最佳的選擇，沖洗液的選擇選用中性或是弱酸性，水龍頭的水就是最好的沖洗液。鹼性沖洗液是無法得到美麗的藍色的圖案的。經過這個實驗，我們無意間發現偏光片兩片成90度可以完全阻止光線通過的特性，用藍晒法檢測市售防晒乳液、抗UV雨傘有很棒的功效。

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。

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。