生活與應用科學科(二)科

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。

本組以環保題材設計雙輪桌球發球機。第一代純手工發球機至利用3D及雷切機輔助，製作出五代發球機，設計過程我們發現桌球質量很輕，3V玩具馬達即可帶動並調整發射管角度可射出各位置的球，實驗中我們發現，發射輪間距以35-37mm最佳、輪上套橡皮筋以10mm寬堆疊2-3條最佳，此外左右輪要獨立馬達配合可變電阻可發出旋轉球。利用電流大小(切換電池或變壓器)可模擬不同速球及殺球的速度，而送球轉盤設計成一個洞，配合100Ω可變電阻可控制1:90TT馬達，達合適的送球速度，送球轉盤與底座距離以球半徑最佳，不會卡球。最後此機元件當成治具可利用紙板及環保材質替代，作出發球機節省很多時間且準確，適合桌球愛好者使用。

水質中有害的有機物污染一直都受到關注，為了處理污水中有機物污染問題，通常會使用吸附劑、降解劑或相關試劑來進行處理，為了降低處理流程費用，降解後試劑再回收是十分重要的議題。 本研究以活性碳為核心與鐵磁流體複合後，以還原劑來還原奈米銀粒，並照光塗複於碳-鐵複合體表面。接下來進行表面改質後，以水熱法將二氧化鈦塗附於碳-鐵-銀複合體表面，得到最後複合產物。實驗中進一步探討以自製複合物試劑在可見光催化下降解亞甲基藍以及自製複合物試劑回收的效果。結果顯示：試劑平均回收率可達 96.2％ 以上，對亞甲基藍溶液的降解率，在1.5小時內可達 86.6％。

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。

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。

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。

「氣動式軟型人工肌肉機器手自製復健輔具」以氣體當作動力，且以矽橡膠作為承受載具，結合纖維增強結構設計，當矽橡膠載具空腔充氣後，造成特定應用要求方向的彎曲，模擬帶動手部肌肉重複運動狀態，達到手部的復健效果。 我們開發了柔性氣動制動器的簡單製造方法及便利的測量系統，如柔性氣動制動器加氣壓時產生力曲率半徑，扭曲，延伸軌跡和制動期間的輸出表徴。為了操作模擬柔軟的機器手套，設計人工操作氣壓控制系統，包括氣壓分流閥和閉環調控閥以調節壓力，而設計了柔軟機器手復健手套的系統雛型。 根據熱能鬆筯的生活觀察，結合遠紅外線加熱纖維布及自製多型柔性氣動彎曲制動器，製作了第一款方便可攜式柔軟並加熱的軟性機器手復健手套系統。

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。

暑假期間，看到漂流木無預警進港干擾漁民與旅客生活，於是激發我們想要實驗探究攔木網效果的因素 –「攔木網」幾項結論包括：第一、海流大小主要影響攔木網的潛流量、海浪大小主要影響攔木網的跨越量；第二、當漂流木密度比例越大，攔木網通過 的潛流量越多；漂流木密度比例越小，攔木網通過的跨越量越多；第三、提出兩種最佳組合模式『間距1.6cm(80cm)+裙部6cm(300cm)+乾舷高度0.4cm(20cm)』、『間距2.4cm(120cm)+裙部5cm(250cm)+乾舷高度0.35cm=17.5cm)』，可以發揮最高攔截效果；第四、研發複合式攔木網，網袋空間攔截率高達88.6%，使攔木網效能達到最高，並且專家及廠商確認可以執行；第五、攔木網架設位置選擇內港效果最好。最後，希望經由以上的研究，能提供有效的資訊給漁港或漁業署在申請製作攔木網的依據。

本研究經由製作果皮酵素的過程與洗淨力實驗，試著找出兼具成本低廉、洗淨力優、香氣怡人等優點的果皮酵素，有以下發現： 一、攻略一、二： 1.改用糖蜜、黃糖及白糖亦能成功製作果皮酵素，效果不比黑糖粉差，且能降低成本，尤以糖蜜為佳。 2.果皮成本：西施柚〈柳丁〈鳳梨〈混合〈檸檬〈橘子〈紅龍果 3.糖類成本：糖蜜〈白糖〈黃糖〈黑糖粉 二、攻略三、四： 1.兼具成本低廉、洗淨力優、香氣怡人三項優點的水果前三名：鳳梨、柳丁、西施柚 2.洗淨力前三名：柳丁、鳳梨、檸檬 3.香味前三名：鳳梨、檸檬、橘子 三、攻略五： 果皮酵素製作，柑橘類水果以柳丁果皮製作的酵素洗淨力最佳，在校園清潔磨石子地板、清除水皂垢或廁所環境維持，效果良好，值得推廣。