生活與應用科學科(二)科

本研究從古早漿糊開始，想找出不需加熱、製作方便的天然黏著劑；以常用的影印紙製作環保吸管。為增加紙吸管的耐用性，從常見的食品增稠劑中尋找合適的防水材料，發現海藻酸鈉紙吸管效能最好。但實際吸飲不同水溫的開水時，結果不如預期-約使用5分鐘即喪失功能。 目前市售環保吸管以咖啡渣或甘蔗渣添加PLA壓密膠結成型，我們以海藻酸鈉溶液和氯化鈣溶液交聯後形成的膠體乾燥製成海藻酸鈉吸管，添加咖啡渣或甘蔗渣為骨材增加吸管強度，分別以正向晶球法和反向晶球法找出製作吸管的最佳條件，每支吸管的成本分別大約是3.4元和3.8元。不僅能自然分解也不會汙染環境；且使用完後以清水稍加沖洗，吸乾多餘水分，自然風乾後還可重複使用。

記得三年級的時候，老師曾帶著大家一起種菜。咦！他的菜怎麼看起來垂頭喪氣的！沒有澆水嗎？沒有陽光照射嗎？沒有施肥嗎？還是天氣太冷了呢？唉~~怎麼種都種不好，種植物還真是麻煩啊！難道沒有方法讓種菜變得有趣又好玩嗎？ 同樣狀況在我的安親班也發生了，老師也跟我有相似的煩惱｢因為寒暑假的營隊時常得要離開教室一陣子，一些種植的花草就因此枯萎了！｣、｢因為時常忘記澆水，種植的花草也都死光了！｣這樣讓人不禁擔心起來，植物一定要用這種方式種植嗎？ 我心中充滿了疑問，就在此時，突然靈機一動，想到了一個好點子，於是拿起筆來開始著手畫設計圖，沒想到這個點子簡直是棒透了！因此，我們的主題就變成｢趣味舒壓─澆水系統｣了。

綠色塑膠(Bioplastic)之誕生，看似解決塑膠難以降解的特性，但，其實際生物降解效果是值得探討的。為能有效推廣綠色塑膠之使用及降解觀念，研究選用易取得的納豆菌、蕈狀芽孢菌、枯草桿菌等農用微生物，進行對聚乳酸(PLA)、聚乙烯醇(PVA)、聚己內酯(PCL)等綠色塑膠之降解實驗，以探究不同菌種對各類綠色塑膠之降解情形，並篩選優勢之降解菌種。 研究發現，添加菌種後，各實驗組培養土酸鹼值由pH6.0降為pH4.5~5.5，並在降解過程中逐漸回升；其次，綠色塑膠在未添加菌種的對照組中亦有良好的降解情形，其中以PVA最佳；此外，實驗菌種中，以枯草桿菌對PCL及PLA的降解效果最佳，而枯草桿菌與培養土的最佳調配比例為3：11，故建議可將枯草桿菌混入培養土，以加速綠色塑膠之降解。

本研究以脫殼紅藜之萃取，試驗抗氧化力、自製儀器檢測抗氧化物成分、以RGB比色法及自製產品並驗證，成果如下： 一、 試樣會抑制酶的活性，鋼絲絨不生鏽。ORP檢測具抗氧化力。 二、 自製光度計之檢量線，其 R square 為 0.9437，是方便檢測工具。 三、 試樣有抗紫外線能力，抗氧化物的含量高達9.5864mg。 發現：微波超過50度C、定溫70度C烘烤5分鐘、放置冰箱超過3天，或用果汁機攪拌，損失抗氧化力。經皮在2小時內吸收，豬皮厚0.3公分穿透性高。在波長400~450nm吸光值高，具多種抗氧化物質。 四、 自製生化產品最佳萃取條件：溶劑為水、超音波震盪。經皮測試:具有美白、保濕及穿透性。

紡織印染行業是工業污水排放大戶，此類污水的特點是有機物濃度高、組分複雜、色度深且多變等，屬難處理工業廢水之一，排入自然水體中將降低水中溶解氧濃度，阻礙光合作用和水體自淨，危害生態環境。因此，印染廢水必須經過生物化學處理以降低生物需氧量(BOD5)及生化需氧量(COD)含量，但活性污泥等常規生物處理工藝對於印染廢水中有機物的降解收效甚微，通常在生物處理後搭配化學處理工藝以達到深度淨化的目的。在各類三級化學水處理方法中，本研究以新式Fenton法為基礎(屬高級氧化水處理技術)，因其水力停留時間短、去除效率高，成為處理紡染廢水的主流。

車子行經水泥路面或地面減速帶，常因強烈振動而帶來極不舒服的顛簸感。我們將「非牛頓流體」及「水泥沙漿」以不同比例調製出“另類粉漿”，製成具有抗震效果的減速帶和腳踏車道，以解決行路難平的困擾。 首先，我們找出非牛頓流體特性明顯、且表現穩定的濃度3:2玉米粉漿，和水泥沙漿以八種比例調配，除以彈力球施測；並將粉漿製成減速帶，以可調速動力車探究粉漿之振動表現；甚至自製300公分長的粉漿腳踏車道，進行實車測試，證實調配比例「5:1的混合粉漿」抗震表現優於水泥沙漿約2倍以上。若能將此另類粉漿應用到防撞條、運動遊樂場地的防撞墊、工廠機器的防震墊、步道的透水磚等，不僅提昇生活品質，更能減少對水泥的依賴及汙染。

神秘的無扇葉風扇讓我們非常好奇，於是，一場無止境的探究活動開始，從文獻中找到簡易版無扇葉風扇，於是在實驗一，我們首先製作三角體紙板無扇葉風力倍增裝置，發現長度、寬度、體積越大，風力越弱，角度30-60-90較15-75-90佳，大小吹風機在30-60-90有明顯差異。 而實驗二到四中，確認了圓柱形、曲率1/60、進風口位置置中，因前後風力不穩定、出風口直徑4公分、採用集中式風源、風洞直徑0.58cm及使用紙杯做為主要材質，效果最好。 接著利用各種大小的礦泉水瓶使用製作第二代風力倍增器，繼續改良隙縫寬度、位置，並進一步改良風力來源、電線、曲率及增加導流裝置。 於是創造出兼顧低成本及高效率的風力倍增器，為守衛地球能源出一分小小的力氣。

透明木材是什麼?透明木材是一種嶄新的未來性材料，兼具木材和玻璃的優點，材質輕盈、機械性佳、耐熱且不易被破壞，具有高透光、能阻隔紫外線及高光學霧性等。透明木材的製作可用1 mm飛機木放入去木質素液加熱6小時再經過水洗、漂白、以95%酒精清除木質素、填充環氧樹脂，在真空環境中靜置成形。實驗中發現以1M氫氧化鈉加0.8M亞硫酸鈉組成的去木質素鹼液製成的透明木材透光度最好，可達65%。在應用上，將透明木材放在太陽能光電板前，僅比玻璃減少5%的電壓，顯示透明木材可阻止光線卻不會減低太陽能光電板的發電能力。實驗也發現，透明木材的導熱能力和木片、玻璃相當。以透明木材製作光霧百葉窗，能濾除44%光線，提升23%室內均勻度，值得更深入研究。

麵包蟲常被當作餌料或新興環保生物，研究指出幾乎什麼都吃，但經過一再實驗印證並非如此，飼養後所產生的蟲糞是另一個問題，除了可以當作肥料；我們想找出更多其他的可行性﹔是否也可當作再生材料，經由實驗探究可行性： 1. 蟲糞會受到不同食材影響而有不同的料源性質。 2. 蟲糞適合當作1.5cm以下，稚魚或小型魚、觀賞蝦的飼料。 3. 蟲糞可當作肥料化、飼料化與材料化的應用。 4. 蟲糞製成花盆或魚菜共生餵食，使植物生長良好與添加人工肥料生長差異不大。 5. 蟲糞優點： (1)蟲糞漂浮性高與溶失率低。 (2)沉底後水質污染速度低於飼料且可分解。 (3)稚魚攝食率高，減低剰食率達20%。 6. 黑水虻吃農畜廢棄物，麵包蟲解決葉菜、果皮廚餘，共同達成零廢棄物的友善再生循環。

本研究目標是同時利用太陽的光和熱，製作可發電同時淡化海水的機器。 我們利用菲涅耳透鏡聚集陽光增加發電量，根據實驗數據製作出聚光發電方塊，可以增加發電量29%，而且還解決太陽能板串聯的問題製作出聚光發電組。 接著要增加海水蒸發量，所以設計了吸水紙圓柱增加表面積，結果能提高淡水產量69%，我們也用實驗數據設計了導流板和淡水收集管。 再來我們在整台機器外圍裝了反光鏡，用實驗數據設計了反光鏡的大小和使用方式，不但發電量增加30%，海水溫度也更高。 最後我們用整套機器進行測試，三天產生275.35g的淡水，拿來泡綠豆結果100%可以發芽生長；發的電也能用來加速產生淡水，裝置能成功運作，真的是太棒了！