全國中小學科展

生活與應用科學科(二)科

阿嬤的心願-多功能燒香拜拜神器

本研究自製模型屋、自製空氣清淨機、自製燒香拜拜神器,線香在拜拜神器內燃燒隔絕外部對流以降低汙染物對室內影響,利用空氣品質檢測器,檢測 TVOC、HCHO、CO、CO2、PM2.5、PM10,共6項濃度變化。實驗結果如下:49 %民眾有燒香,燒香是重要祭拜儀式。燒香與汽機車汙染物濃度不同,且差異很大。拜拜神器清淨速率:TVOC、HCHO、CO、CO2、PM2.5、PM10線香燃燒完後,大約清淨2分鐘達到室內空氣品質標準,線香支數:可以清除燃燒3支香的污染物,建議燒1支香主要是HEPA過濾網更換成本較高。過濾網耐用度:每燃燒50支香後,平均濃度CO增加43.57PPM、CO2增加94.83PPM、HCHO增加0.045PPM、TVOC增加0.53PPM、PM2.5增加9.06μ g/m ³、 PM10 增加 13.11 μ g/m ³。成本:燃燒 200 支香計算每支香燒香成本 4 元。

水之呼吸-陸之型-扭轉旋渦

本研究自製排水模型與設計連通管的水位觀察法,來探討水槽排水速度的影響因素,結果發現排水速度的影響主因有三: 1.水漩渦:當水槽內的水排出時,水流穩定沒有旋轉、或者破壞水流旋轉使其不產生漩渦,會加速排水的速度 。 2.空氣:當水漩渦產生時會造成水槽上方的空氣往下流動,如果阻擋空氣的流動就可降低水漩渦的產生,提升排水的速度。 3.排水孔洞:排水孔洞越大,排水效果越好,但同時也更容易因為水的初始旋轉而產生水漩渦,降低排水的速度。 最後,利用水流阻擋板與空氣阻擋板來破壞水流旋轉,使其無法產生水漩渦,造成水管充滿水而產生虹吸現象,進而加速排水的速度。

「凍」顏花漾-在地植物試酸鹼

連江縣受地域性之交通及物資限制,在自然環境上維持了豐富的生態,其中植物更不乏具有地區特殊性的馬祖珍稀植物。本研究透過科學與生活結合,以夏日涼品-果凍為發想起點,結合在地植物萃取出的天然色素,製作天然健康且具在地特色之產品。 研究發現在地紫色系植物適合用於製作天然色素的色彩變化,本次以數項不同色系的花瓣及葉片進行實驗及對照,研究結果顯示在地紫色系植物用於製作天然色素之效果顯著,且在不同酸鹼值下能有明顯的呈色變化。 實驗結果應用於果凍製作,利用在地植物萃取汁液在不同酸鹼溶液之呈色變化情形,作為天然果凍色素之使用,在不同酸鹼程度下就能產生多層次色彩變化,兼具觀賞性及多變性,天然萃取更能兼顧健康。

莖生莖逝~孑孓不獨活

本實驗主要是探討孑孓及植物在不同濃度的酸鹼性溶液下存活的情形。根據網路資料得知孑孓適合生存在中性偏鹼的水域環境,除了實驗求證之外,進階研究植物可否也適合生 存在中性偏鹼的水域環境下?以此推論在生活中若能利用一定濃度的水溶液,不僅可以消滅孑孓,又能讓植物頭好壯壯,生活中多了份期待,豈不快哉? 此實驗從調查孑孓喜歡出現的地點及其所適應之水域的酸鹼值(ph值)及鹽度外,並以平常容易取得的食鹽、醋、糖、汽水、蘇打粉、肥皂粉來操作不同濃度的酸鹼溶液,分別調製不同濃度的酸鹼溶液為水域環境後,利用試管培養,觀察孑孓與植物在不同濃度的酸鹼溶液下存活與生長的情形?以此找出可以狙殺孑孓存活又不影響植物生長的最佳水域環境。

「毛」起來吸油!

這次科展主題是「毛」起來吸油,本研究主要探討人類頭髮的吸油特性,在不同情況下影響頭髮吸油量之因素的研究情形。為了要確保研究過程的準確性,我們在同一研究中使用同一批頭髮,並且自製「頭髮清洗儀」、「頭髮烘乾箱」、「吸油包投放器」。 研究發現,頭髮的特性之一就是親脂性,所以碳氫化合物會黏在上頭,頭髮表皮的毛鱗片因酸鹼、溫度等因素而合攏或張開,而毛鱗片之開合程度影響頭髮吸油量,經過研究發現,用暖風吹乾的頭髮吸油量可以達到原本重量的5.6倍,毛鱗片在高溫和鹼性環境下會讓鱗片張開製造更多的吸附空間,利用此處理方法製作吸油包,使之實際運用於家中廚房廢油清理或水面上汙油吸取。

綠川[濾]川—礫間淨水行不行?

本研究首先探究臺中市綠川的整治效果,我們到綠川實地檢測,也蒐集河川水質的資訊發現:河川汙染指數RPI的4個項目中,[生化需氧量]及[氨氮]最能直接反應生活汙水,而綠川在整治施工前後的確有明顯的下降;並透過檢測綠川礫間淨水廠發現:汙水在進廠前後的[氨氮]數值能有明顯的下降,可見礫間淨水系統是整治功臣。我們開始在校園建立小型礫間淨水系統發現:石頭越小且空氣量越多,越能快速地去除汙水中的[氨]。最後,我們在校園內設計[智慧監控校園礫間淨水系統],利用唾手可得的石頭、幫浦、水缸及水管建置[校園礫間淨水系統],並透過WEBDIUNO進行監控。

係金ㄟ?食安健康,奈米金檢測報乎您知!

連續數年食安事件,讓台灣民眾憂心忡忡。本作品設計一個有效、快速又低廉的檢測方式,希望成為國人在食安問題上把關的小尖兵。本作品利用抗氧化劑還原能力,將四氯金酸中的+3金離子還原為零價金奈米粒子後,再探討還原劑用量對奈米金溶液顏色變化情況之影響程度,並以分光光譜儀對其吸收光譜圖形進行探討,驗證其穩定性。 最後,本實驗檢測日常生活用品、餐具,讓其所含鈉鹽離子無所遁形,更冀望本實驗的成功模式,讓致力於為國人食安把關的相關單位更有信心建立國人食安的終極防護網。本研究近程目標為合成奈米金粒子,找到適當鈉鹽濃度溶液檢測模式,遠程目標則是發展更方便、快速、便宜的檢驗方式,進而成為國人食安把關的一道重要防線。

力力皆辛苦-自製自動供水器

三年級在校種菜時,假日無法到校澆水,導致植栽枯萎,所以我們想要製作自動供水器,提供植栽適當的水分。本研究改良市售品並依植栽的環境和土壤的濕度設計出第一代的自動供水器,再根據其構造研究供水的影響變因,得知(1)氣孔位置決定供水至水盤的水位高度、(2)出水管的口徑越細供水時間越長、(3)進氣管的口徑要比出水管口徑小才能順暢供水。因此自製第二代自動供水器以改善供水的穩定問題,將內部構造改為微型浮球閥,透過微型浮球閥的浮力和大氣壓力讓供水穩定。進而透過3D列印自製適當尺寸的微型浮球閥,節省空間並讓自動供水器能維持最低的固定水位,製作出第三代自動供水器,如此一來可同時提供多個植栽合適的水量,真是環保、省錢又省水。

農夫的好夥伴—和雜草說再見

木瓜種子外層的膠狀物質(假種皮或外種皮)中可能含有植物生長抑制物質,所以將此物質撥下配成溶液,希望此溶液能用來抑制雜草生長。我們以常見的鬼針草種子為測試對象,也使用了番茄的假種皮配成溶液,觀察並記錄下抑制種子萌發的最佳方式。以下是我們在這次實驗所發現的: 一、 當假種皮在抑制劑內的比例愈高,抑制效果愈好。 二、 番茄和木瓜配置抑制溶液,木瓜的抑制效果較好。 三、 青木瓜和熟木瓜配置抑制溶液,青木瓜的抑制效果較好。 四、不同植物的測試,如綠豆和鬼針草,抑制溶液有不同的效果,希望抑制溶液能不影響作物。 本基礎實驗期望可用於農地雜草的抑制,以天然的物質取代化學藥劑,讓丟棄的木瓜種子,廢物再利用。

「旗」待未來;「塑」造新能源

校園鄰近海邊四周環海,長期與海共存共榮,現今海洋污染仍日益嚴重,過去行之有年的淨灘活動,展現對於愛護海洋環境行動與心意。除了落實ESG全球永續發展裡「E-環境永續」的目標,讓淨灘除海廢的活動,不再只是將海底塑膠污染轉成陸地上的空氣汙染外,而是能真正落實循環經濟的精神”讓污染源變成能源“別讓淨灘活動的用心變成二次污染的轉移。 將廢棄物轉製成SRF(Solid Recovered Fuel),運用在地資源為資材“轉廢為能”淨灘後塑料進行分類,與在地濱海植物透過破碎磁選,製成固體再生燃料取代燃煤、減少化石原料及燃料開採。並加以均質化形成單一性的燃料,同時也能解決農廢和海廢的問題,以循經濟的概念,取代過去線性經濟的慣性思維,可說一舉數得。