生活與應用科學科(二)科

本研究利用玉米植株打碎與黏膠攪拌後來製作環保玉米密集板，使用不同的黏膠劑、不同部位的玉米植株、不同粗細的莖，以及不同大小顆粒的材料製作，嘗試著找出最適合製作玉米密集板的條件，藉以探討其對玉米密集板「硬度」、「衝擊耐久度」、「韌度」、「防水性」、「荷重」的影響。由實驗結果可知「粗莖小顆粒白膠」配方硬度最大，防水性最佳，但在進行「衝擊耐久度」、「荷重」實驗中發現「粗莖大小顆粒混合白膠」的配方，效果最佳，且其硬度指標和防水性也很接近「粗莖小顆粒白膠」，建議延伸此研究，找出最好、最佳的黃金比例。此兩者配方的玉米密集板在切割性測試中均具有良好的切割性，適合用來製作環保置物櫃、隔熱墊、筆筒。

本次研究目的為設計一款便利又可隨身攜帶、且過濾物質為生活中常見的物品製作而成的小型淨水器。我們希望這款淨水器可以從我們自身來將生活中的廢水，經過一次簡單的過濾後再排入地下道。 我們以實驗的方式來比較活性碳、花崗岩石頭、瓷砂和石英砂的過濾時間、乾淨程度與生活取得難易度，發現瓷砂與活性碳是較佳的濾水材質。 最終我們使用奶粉分裝瓶當作濾水器的主體，裡面使用活性碳、樹葉、石頭、棉布做為過濾的材料，能方便清洗、簡單補充過濾材質及方便攜帶。

實驗發現檸檬酵母液的pH值變化量最大，木瓜酵母液甜度變化量最大，而由比例四1(18g): 4(72g): 1/2(10g)的pH值及甜度最低。以蘋果酵母製成的麵糰體積最大，香蕉延展性最佳。不同比例的水果酵母所製成的麵糰依不同水果延展性與體積不固定，其中大多數以比例(3) 水果：水：糖=2：2：1/2體積最大，比例(2) 水果:水:糖=1：2：1/2延展性最佳。橘子酵母麵包幾乎都沒有發霉，而其餘水果酵母大多以比例(4) 水果：水：糖=1(18g)：4(72g)：1/2(10g)發霉面積最小。依品評結果可發現，檸檬酵母麵包為整體性最佳的麵包。

校園落葉每天掃不完又天天都要掃，為什麼我們不能用比較輕鬆的方法來掃落葉呢？ 於是，我們研發了「落葉終結者1號-推推掃」，只要往前推動，利用3D列印的反向齒輪，將落葉向後抛後落入收集籃，資料夾當滾輪刷超好用。看到家中的自動掃地機器人，於是我們利用樂高EV3機器人研發出「落葉終結者2號-智能掃」可以自行設定轉速，利用按壓感應器來進行碰壁轉彎，利用超音波測距來防止掉落階梯，它已經能在不規則木平臺及圓洞區自行進行掃落葉工作。目前我們的「落葉終結者1號-推推掃」已經在校園中實地協助外掃區同學掃落葉，證明實際可用。「落葉終結者2號-智能掃」雖然目前只能掃起小型榕樹落葉，但也提供了未來研發大型機種的微型模式。

能夠成為一個適合拿去擺攤的遊戲器材，是這個實驗的最大目標。本次研究主要探討水瓶翻轉之後能順利直立落下所需的力道（重物放置高度）及水瓶中不同水量之間的關係，為了確保每次的施力不要落差太大，我們利用六下所教的簡單機械自製出一台蹺蹺板，作為擊打水瓶的工具，為了使這個蹺蹺板成為一個制式的工具，我們將抗力臂及施力臂的長度固定不變，並進行多次實驗。結果發現，以550毫升的寶特瓶（御茶園寶特瓶）為容器，瓶中水量高度為8cm的時候，1.5kg的重物從14cm的高度落下，打翻水瓶後成功直立落下的機率最高，最大可以到30%。

將回收來的咖啡渣烘乾後加入適當的賦形劑壓製成小花盆，過程主要在探討以不同的賦形劑及不同的粉渣比例壓製成咖啡渣小花盆，透過撞擊、土埋分解等實驗來測試咖啡渣小花盆，找出最理想的賦形劑及粉渣比例。 實驗結果以各種賦形劑中筋麵粉(7：3)組和中筋麵粉(6：4)組及高筋麵粉(7：3)組所製成的咖啡渣花盆綜合比較性較佳。進一步測試當咖啡渣花盆埋在土中時土壤的PH值變化，發現土壤PH變化不大，維持在弱鹼性。最後進行小菜苗種植實驗，發現菜苗皆能順利成長，無不良影響。2個月後，最終觀察到含有咖啡渣的菜苗成長高度為64cm，而未加入咖啡渣的菜苗高度為57cm。相互比較，加入咖啡渣後，菜苗的成長比率增加11％。

光觸媒在生活中相當熱門。本研究旨在自製二氧化鈦光觸媒用於淨水並著手製作其薄膜使易於回收，或具磁性吸取再利用。 過去科展沒有自行合成光觸媒的作品，這是因為製作上需要毒性較高的藥品。實驗中我們找到「檸檬酸鈦」來源可以在「水」中利用簡單的沉澱反應製作TiO2，但得到的TiO2粒徑小，淨水後的過濾十分耗時，所以試著將其製為通透性薄膜，實驗發現：市售的「保利龍膠」有利於組裝薄膜，其中調和膠比例(醇/膠)為1:1~2:1，膠材比例(調和膠/粉體)為4.5:1~9:1之間，能固定粉體卻保有通透性，能促進薄膜於日照下使亞甲藍模擬廢水迅速脫色。 實驗也嘗試利用檸檬酸鈦結合Fe3O4製成具磁性的TiO2，嘗試了不同作法，終於製作出兼具良好脫色效果及良好磁性的磁力光觸媒。

為探討阿基米德螺旋汲水器汲取淤泥的效果，我們設計出四組長為50 公分的螺旋，分別以螺旋內外半徑比、葉片數、裝置傾角、泥水比例和轉速為操縱變因，進行實驗。 實驗結果顯示，螺旋內外半徑比以 1/2 的汲泥效果最佳；葉片數以三葉片螺旋的效能較高；汲水裝置傾角則是傾角愈大汲取量愈少；泥水比例以泥水比為 2：1 的汲取量高於泥水比 1：1 的；轉速以120 rpm的汲取量優於60 rpm，且能突破傾角 40° 無法汲起淤泥的限制。 實驗中亦發現，只要水位高過螺旋前端的第一個腔室，即可順利汲取泥水；以汲泥效果最佳的數據估算，每24小時可汲起8公噸左右的淤泥。若利用本實驗成果進一步研發，有望成為在水庫積淤區域進行抽淤的利器。

本研究主要探討洛神葵對黴菌生長的影響，以自家栽種的洛神葵為原料，在延緩黴菌生成能力上，成熟的洛神葵萼片較開花期的花苞組佳，而白洛神葵萼片優於紅洛神葵萼片。在培養基觀察下，質量比1：20的乾燥洛神葵萼片以100˚C萃取45分鐘，能有效延緩黴菌的生長，一週的黴菌生成面積小於1%。洛神葵濃度越高，則抑黴效果越好，強制植入黴菌實驗得知，洛神葵萃取液可有效延緩黴菌的生長，以質量比1：10效果最佳；研究中經由萃取液吸收光譜與總酚類化合物含量的檢測結果，推論出洛神葵成分中總酚類化合物的抑黴效果優於花青素的抑黴效果。將洛神葵添加於土司和果凍中皆有抑黴效果，且能延長室溫下的保存期限，是具有開發潛力的天然食品添加物。

查訪坊間傳統製作鳳梨豆醬經驗，以鳳梨：鹽：糖：冰糖：豆麴=10：0.8：1：0.5：0.33比例製作，探討醃漬加上接種發酵的發酵環境、糖與鹽的功能、變革坊間傳統製法以及鳳梨肉質和糖酸比，討論發酵歷程的糖度、酸鹼值及乳酸量發展。發現常溫、陰暗、壓製、密閉的發酵環境，以及鹽從6%減至3%、糖從12%減至6%的半糖半鹽變革製作方法，糖度消耗比傳統製法高(發酵21日傳統方法耗損3｡Brix、變革方法6｡Brix)、乳酸累積量也比傳方製法多(發酵21日傳統方法乳酸量1.035%、變革方法1.152%)，而品評結果也顯示變革方式勝於傳統製法，這種變革的鹽糖減半、陰暗及壓製的製作方法讓鳳梨豆醬更健康美味。