生活與應用科學科(二)科

生態移印染是將植物經由加壓與高溫，將植物的丹寧色素染印在織品的做法，所用的植物葉片需求量低，無毒且量多的植物都可以用於移印染。 媒染劑可使移印染的顏色產生變化，移印染的顏色來自植物的鞣酸色素，只要鞣酸含量高，除去革質葉植物與肉質葉植物都是移印染的優良素材，而鞣酸成分是能檢驗的，我們用氯化鐵滴入植物汁液檢測，轉為藍黑色則代表鞣酸含量高。移印前可以先測試鞣酸含量以避免浪費資源。 移印染後的作品可用來製作多樣手作產品，近年來有許多社區都致力於運用在地植物進行天然染色與文創商品研發，生態移印不脫離植物染的範疇，但運用上更簡便，植物葉片的需求量也不多，若能以在地的植物進行移印染則是植物帶來珍貴的資源。

2020年受新冠狀肺炎疫情影響，許多店家改用一次性紙容器，用完即丟，與環境保護背道而馳。因此，我們將廢棄的咖啡渣與回收紙結合，製作可重複使用的「咖啡渣紙容器」，並將用過的紙容器再次利用，作為可自行降解在土壤裡的環保花盆，甚至延伸應用到餐墊、紡織品、防撞墊、透水磚…等產品。 本研究將咖啡渣紙團以一體成型方式塑型，過程中添加糯米膠強化塑型的穩定度，並在紙容器外層刷上蜂蠟，結果發現咖啡渣紙容器在塑型、防水、耐溫、強韌、耐酸鹼與滿意度調查各方面表現均佳且穩定。 本研究之咖啡渣紙容器不僅可取代一次性紙容器，更可重複使用，甚至用後埋入土壤，有助於菜苗生長，有效達到「藍色經濟」之零廢棄、零排放的環保理念。

塑膠微粒汙染全球海洋，鹽為生命之母得之於大海，塑膠微粒是否混入食鹽，被吃下肚呢？ 本研究旨在檢驗食鹽中的塑膠微粒，探討其差異原因及清除機制。改裝學校螢光顯微鏡，用尼羅紅將塑膠染色進行觀察。檢驗22種食鹽發現，每克食鹽平均含0.8個塑膠微粒。依來源以海鹽含塑膠微粒最多，表示海洋汙染嚴重，其次是湖鹽，岩鹽最少。國產的食鹽汙染相似，但低於國外。依製鹽方式，電析法能過濾雜質，較日曬法乾淨。日曬的海鹽則以瓦盤法較土盤法乾淨；上層鹽之花較下層鹽塑膠微粒高出7倍。依生產及包裝，以玻璃包裝且粗顆粒不研磨最乾淨。 本研究以密度分辨塑膠種類，並設計塑膠清除機達77%清除率，未來可應用在鹽場。問卷顯示消費者變得重視食鹽汙染問題。

電磁攪拌器於生活中的運用越來越多，如奶泡機、攪拌杯。網路有分享利用各種回收資源製作的視頻，模仿製作卻發現不能運轉，使我們決定要解開電磁攪拌器穩定運轉的秘密。本研究先模仿網路視頻製作2部攪拌器，找出影響穩定運轉的變因有：馬達性能、旋轉磁鐵的大小與排列、轉盤與攪拌子的距離、攪拌子大小及形狀等。自己設計攪拌器驗證實驗結果。研究發現：增加轉盤的重量提高負載，可以降低馬達的加速度及轉速，搭配厚度5毫米、直徑2或3公分的磁鐵NS並排相吸，形成長度4到6公分長的磁鐵轉盤，再調整旋轉盤上磁鐵與攪拌子的距離，可使2.5公分長的各式商用攪拌子非常穩定的旋轉。利用回收電腦硬碟製作電磁攪拌器，既環保又能化腐朽為神奇。

目的：利用重力原理改變太陽能板傾斜角度進行動態追日，以提高產電效率。 實驗設計：本研究以節約與廢物利用為主要考量。利用槓桿原理，找出太陽能板最佳的槓桿支撐位置，測試在不同角度所需的重量；室內模擬測量出台北夏至與冬至10-14時太陽仰角的照度和電壓值；以水做為重力控制改變太陽能板角度，並配合三段排水的方式來校正中午時段的些微角度偏移。以統計方法驗證實驗組與對照組的差異。 結果：戶外實測結果顯示照度值(12pm, 1053 vs. 993)與電壓值(平均值，42.94 vs. 40.78)，再計算相關係數(0.9285 vs. 0.8997)，發現追日組均優於固定組。 結論：本追日系統創新地以重力調整不同時間太陽能板的傾斜角度，並能使太陽能板自動回復至初始位置，此裝置能成功有效提升太陽能發電效率。

行道樹開花後的大量落果，造成騎士生命的威脅。因此，我們希望能使用迅速又有效的方式來清除落果，減少因落果而導致不幸的事件發生。 我們先了解落果對車子行進的影響，於是討論想要製作一個能結合腳踏車、清除落果的掃除機。本實驗探討掃除器對清掃數量的作用、動力對推進器的影響、網子對清掃數量的影響，最後製作『霹靂mouse』，並且改進它的缺點。改良後的『霹靂mouse』，清除落果的成功率提高，對騎士安全有很大的幫助。 我們改良「霹靂mouse」在教室裡移動，清除地上垃圾，加強環境的整潔，並且運用「霹靂mouse」來清除粉筆塵灰，防止空氣高含塵量進而影響我們的健康，除塵效果都能大大提升。

清掃校園時發現乾枯葉片中有許多不同形狀及不同顏色的斑點，閱讀相關文獻後，發現它們是微生物，可以分解落葉，為了更進一步了解這些微生物的作用，我自製搖晃培養儀、恆溫培養箱、LB培養液 (基)、馬鈴薯培養液 (基)，以培養多樣菌種。經過一連串純化培養後，共篩選出10個菌種，進行纖維素分解及落葉分解實驗。研究結果顯示由馬鈴薯培養基篩選出來的2號菌、3號菌及4號菌可以將纖維素分解成澱粉或葡萄糖；在落葉堆肥實驗中，2號菌及4號菌皆能有效進行落葉分解，其中2號菌對印度橡膠葉的分解效果遠優於市售菌。送生技公司檢驗後，確認2號菌為Rhizopus oryzae(米根黴菌)，它不但是釀酒幫手，更是落葉分解高手。

日常生活所使用的洗手台、馬桶、浴缸等衛浴設備，為了阻隔下水道臭氣及防止小昆蟲進入室內，其排水通道上常設置一段彎折之存水彎，以儲水方式形成水封。本研究以洗手台之存水彎的幾何設計為主題，提出不同於傳統S型存水彎之新型O型存水彎幾何設計，並比較兩者在『水封儲水量』、『相對能量損失百分率』及『水流自淨能力』等效標的優劣。 經本研究顯示，O型存水彎之幾何設計，其『水封儲水量』明顯優於傳統S型存水彎，而在『相對能量損失百分率』及『水流自淨能力』兩項效標的表現上，兩者並無明顯的差距，基於存水彎需有足量的水封儲水量，才能有更高的防臭及防蟲實用性。故本研究自行設計之新型O型存水彎，其整體效標表現，優於傳統的S型存水彎。

為什麼未食用完畢的冰淇淋再回冰，質地會變硬呢？先分析市售冰淇淋的主要原料，並探討主要原料中，何種成份是影響冰晶形成的主要原因？ 我們利用自製儀器分析市面上的冰淇淋回溫再結凍後的質地，制定出分析冰淇淋硬度與濃稠度的標準。結果發現，抑制冰晶產生的主要成份是糖、乳脂及空氣，且凝結核越多，越容易生成冰晶。結果發現動植物性混合的鮮奶油或是單醣、雙醣混合製作出的冰淇淋，抑制冰晶效果最好。將空氣拌入冰淇淋溶液則以2分鐘最好，這樣可以使冰淇淋體積最膨鬆，產生的冰淇淋冰晶最少。 最後將研究出來的最佳成份比例，自製鮮奶冰淇淋，並與市售冰淇淋做官能品評比較，證明此研究的冰淇淋配方，的確在復冰後擁有最佳口感。

針對現行石材養護業界以「物理性研磨」工法施工，耗時且不易取得高光澤之窘況，以「化學機械研磨法」為改善的策略，發展適合花崗石高光澤拋光用之拋光粉，研究過程： 1. 自石材文獻、石材養護藥劑資料安全表等資料，找出可能成份因子，分別進行研究及實驗。 2.自十一個可能成份因子撷取七個要因(factor)成分。 3.經由實驗找出最佳的花崗石物化性拋光組合配方。 本配方經實地驗證印度黑花崗石（富含SiO270%以上）拋光，拋出90度以上光澤所耗費時間僅為傳統工法的1/12，加施做晶化劑1分鐘內即可將光澤達到100度上下，施作平臺由上噸機臺可減輕至數十斤之手執研磨機。