生活與應用科學科(二)科

植物染料敏化光電池是藉由太陽光來激發植物色素中的電子，以引發一連串的光反應而產生電流，其在環保與經濟上的應用，遠遠超過現今普遍使用的太陽能電池。本研究分成兩大部分，第一部份，以一般光電池的製造方式，從蔬菜色素、電解質溶液、色光的種類及濃度等變因找尋最佳的發電條件；第二部分，為改良光電池，我們嘗試固化碳粉、二氧化鈦，並利用洋菜粉將蔬菜色素與電解質溶液果凍化，來改進光電池攜帶不便的缺點。我們更製造出光電池的反應載體，以提升電壓的穩定輸出。研究結果證明，在強酸溶液與藍光照射下，光電池可產生最大的電壓；且改良式光電池在穩定供電及組合串聯兩方面產生不錯的效果。

可見光中的藍光可以驅殺果樹的害蟲！本研究在探討可見光中特定光波是否可以影響害蟲存活率，因而取代化學農藥。作法是利用特定LED紫燈/藍燈/綠燈/白燈，比較找出驅殺粉介殼蟲及粉蝨的效果。首先瞭解果農如何應對害蟲問題，持續找尋培養害蟲來實驗。接著研究光的原理及準備LED燈：排除LED燈對環境中温度、電磁波有影響，再實驗單片葉子上的蟲，找出各LED燈的最佳照射距離。進而開始實驗比較不同LED燈影響蟲的存活率，發現LED藍燈勝出，就以LED藍燈對於蟲在活體植栽上作實驗，確認可達到瓜苗害蟲的治療與預防。 現行農夫針對一般瓜果害蟲的物理防治法中，光的應用僅針對蟲的「趨光性」有著墨。本研究打破過去思維，希望找出可取代化學農藥的安心防治法。

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。

因應政府減塑政策的推動，市面上充斥著琳琅滿目的環保吸管，但這些吸管面臨許多使用上的問題，如：無法隨身攜帶、吸管遇熱會軟化、管內異味無法去除、無法徹底洗淨等情形。而本研究所研製出的一次性吸管：洋菜桂竹吸管、蜂蠟桂竹吸管和馬鈴薯蛋殼吸管，皆能解決以上問題。它們不但耐溫、耐酸鹼，且能被長時間保存、不腐壞，而經過掩埋後，質量也會下降。其中，又以馬鈴薯蛋殼吸管，兼具商業化與環保性的雙重價值。此吸管不僅能將原本被視為商業廢棄物的蛋殼變成商品，又因其管材富含磷、鉀、鈣、鎂、鐵等微量元素，在回收廢棄吸管後，很適合將此做為肥料，使其回歸塵土、滋養生命，達到零浪費、零污染的可能，是一種便利、又友善環境的吸管！

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。

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。

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。

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%。

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。

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。