生活與應用科學科(二)科

從六上自然課本中我們可以知道霧氣的形成與溫度、水氣息息相關，然而霧氣附著不止對於生活造成不便甚至困擾外，有時更有可能因未即時除霧，而影響行車安全實在是不得不慎重其事。因此我們設計了幾個實驗，試圖利用往日苗栗重點栽種的無患子和檸檬香茅等天然農產品製作出有效的防霧產品。 首先找出霧氣形成的原因，因為天然霧氣的形成範圍太廣且不易掌控所有變因，於是我們透過實驗一、二、三，找出生活中適合觀察的霧氣物品後。借由實驗四、五、六、七找出有效的除霧方法和防霧物質及防霧時效。最後實驗八將有效的防霧溶液變成較為方便攜帶和使用的防霧拭紙，實驗結果，不僅有效防止霧氣附著，也發現無患子有其他的不同用途。

比較市售7款品牌防曬乳發現其中3款化學性防曬乳1款混合型防曬乳，可以順利將圖案轉印到布料上，轉印結果有下列幾點關鍵： 1.溶劑：以K品牌化學防曬乳約每4平方公分1.5克並加上75%酒精1毫升，可以溶出最多油墨，且有最佳定色效果；若無酒精，單純使用化學防曬乳也有不錯的轉印效果。 2.布料：以表面平整的彈性纖維-萊卡(Lycra)為最佳載體，泡水後進行熱氣相轉印有最佳效果，光照度可從未轉印前1695 LUX到轉印後371 LUX，含有棉布料的涼爽棉棉次之，府綢棉可從轉印前1540 LUX到轉印後275 LUX。

海洋汙染問題這幾年在國際上早已成為重要的討論議題，每年世界各國政府編列大量預算投注在清理海洋垃圾的項目中。儘管在台灣我們也可以定期參予淨灘活動來清理垃圾，但效率上其實十分有限。 我們參考了seabin(註1)以及巨型浮動式堤壩(註2)的概念，探討seabin的優缺點，根據在許多海岸地形常看到的消波塊作為設計對象，企圖設計出一種能夠收集海洋垃圾並且不破壞消波功能的消波塊。其優點如下所示： 優點一：耐用性佳，一旦擺放排列完成後，可以使用非常久。 優點二：不像seabin，不消耗電力，利用潮汐收集垃圾，再由人力集中。 優點三：不同於偶發性的淨灘活動，幾乎24小時每天自動作業。 優點四：設計簡易、成本低廉，易於推動實行。

本研究來自對網路上「流化床液體沙池」影片的好奇，想嘗試自製沙池，並探究沙粒種類、高度、排氣強弱及排氣孔距、孔洞尺寸、排列等因素，對沙池液體化影響。研究藉由對「沙池中物體拉動固定距離所需時間」、「沉入沙池物體減少重量」、「浮於沙池物體沒入體積」，定量測量沙池的阻力、浮力、密度等性質，並與「水」做比較，計算液體化程度。研究結果發現最佳沙池裝置為：用顆粒較小的沙、3mm最小孔洞、12cm適中沙面高度、6級最大排氣，排氣孔斜下的裝置，可獲得「阻力、密度約為水的1.5倍、浮力與水相仿」的液體化效果。最後研究以傾瀉實驗證明沙池除了具休閒娛樂功用，也能有效提昇運送固體顆粒的效率。

近來咖啡樹大增，造成在咖啡豆完成生活史的咖啡果小蠹迅速擴散，使用化學藥劑也難以防治。閱讀文獻發現白殭菌可以抑制咖啡果小蠹，因此我們採集帶白菌的咖啡豆進行培育，並透過前置實驗，找出使咖啡果小蠹早期死亡的蟲生真菌。經過菌種鑑定，此蟲生真菌是國外研究提高雌蟲生殖力的茄鐮刀菌。為了進一步了解此菌對咖啡果小蠹的影響，我們設計益生菌及抑生菌實驗。研究結果顯示噴灑4.39*106孢子液可在第3天達到半致死率；4.39*105孢子液可在10天內達到100%死亡效果；將噴灑4.39*106孢子液的咖啡果小蠹放入咖啡豆10天，可達22%長菌率，其殺蟲效果不亞於市售白殭菌，對咖啡樹上的疣胸琉璃蟻無致命影響。未來可將此菌與白殭菌共同運用於咖啡園中，達到生物農藥防治效果。

以校園生活中看到的現象，借鏡日本薄膜農業經驗，在試錯過程中，找到便宜、易取得、製作時間短的薄膜，從中發展備製海藻酸鈣膜及細菌纖維膜(菌膜)的標準流程。測耐水性及耐候性可達1個月仍可再使用，海藻酸鈣膜及菌膜耐重性可達2400~2480 及490~870公克重量，菌膜可在一個月期間埋在土壤中分解完畢；海藻酸鈣膜膜厚愈薄，愈容易被分解，預測時間拉長到3個月以上可以完全分解。 利用這兩種膜來種植黃豆及小白菜，成功讓植物根系牢牢抓住菌膜，以發酵7天的菌膜及添加350及400毫升海藻酸鈉的薄膜生長速度最好。利用實驗的成功經驗，在學校食農農場露天種植豌豆、黃豆成功在15天內長高13~17公分及5~7 公分；其成果也讓學校老師帶著學弟妹到我們的實驗農場教學參觀。

本實驗廢物利用，首次取用天然廢棄的酒粕蛋白萃取液，以蛋白質兩特性：起泡、遇重金屬變性，作為泡沫分離法的起泡劑與吸附劑，本組實驗貢獻： 一、酒粕蛋白萃取液可以做為泡沫浮選使用。 二、自製泡沫浮選器並逐步改善浮選器功能：1. 增加溫度控制功能 2. 增加循環功能 3. 增加泡沫移除功能4. 取泡分析更為容易。 三、以致冷晶片自製恆溫控制組水浴循環槽，完成不同溫度下酒粕蛋白的吸附力實驗。 四、自創排氣集水法，能準確測得非水溶性氣體收集的體積。 五、酒粕蛋白不只利用於重金屬離子浮選，還可作為鋰電池粉末分離回收、染劑及工廠廢液清除之用。 六、酒粕蛋白環保零汙染，能賦予廢棄物新用途，為廢水處理及綠色環保生活貢獻一份心力。

本研究主要探討「影響C型快扣包覆力的因素」，希望能開發CP值佳及可應用於生活上的產品；我們花費二年在創造力課進行研究，第一年先開發C字扣的創意點並申請專利，第二年針對最佳條件進行研發。測量包覆力方法是「將容器放入C型快扣，陸續放置重物，測量5次可承受重物不滑動時的重量」；我們三D繪圖列印出各條件實品共77種，第一階段改變基本結構條件得知，影響包覆力效果為減少內徑 >增加厚度 >增加高度 >增加弧長 >增加密度。第二階段改變變化結構條件得知，影響包覆力及CP值效果為加止滑墊 > 增加3支條 > 對照組 > 孔洞數2 > 改為ABS材質。 針對物品重量不同也開發不同掛置方式的C型快扣，有磁吸式、ㄇ型掛勾式及吸盤式可應用於生活中。

本研究是探討植物排他作用(Allelopathic effect)，將文獻紀載具有排他性的三類植物，萃取銀合歡、芭樂樹及綠竹等葉子中的葉萃取液，以三種不同的濃度，浸泡在待測植物種子或是周邊土壤，觀察其壓抑其他植物種子萌發或是生長抑制現象。其次探討這三類植物每個部位萃取液體之排他作用之成效。 最後探討當植物體經乾燥處理後，排他作用的比例會差多少。實驗並呈現三種植物對自身種子、同胞植物的相剋排他能力(自毒)。經由本次的實驗觀察，萃取銀合歡、芭樂樹及綠竹等葉子中的萃取液來代替部分化學農藥或是除草劑使用，這樣可以減少環境的毒害，達到環境保育效果。

煮麵線或豆漿泡泡會溢出，本研究開發防溢器並探討最佳防溢成效的構造條件(專利第M609591號)。防溢器消泡作用為「泡泡從鍋底上升會撞到防溢器內部上壁或摩擦到上洞邊緣，造成泡泡破裂，使泡泡總量減量，故液面水位降低」。第一年於器材無法自製，此次第二年採用客製陶器，實驗有：上洞總面積、側洞數、防溢器高度、防溢器大小、不同水量、不同火力。結論為：防溢器防溢成效關鍵在「上洞比例6.3%～22.6%之間」、「上蓋表面積要大」、「高度要高」，製作的陶製防溢器中以A款(p.9)上洞比例在14.3%、4側洞、高度4cm的防溢器，是目前最佳的防溢器，可降低液面4.27cm；而且在中高水量及大火情況下防溢效果越明顯。實際應用在煮豆漿，確實可延緩溢出。