生活與應用科學科(二)科

本研究自製電解質電子標籤，結合物聯網(IoT)溫溼度及RFID傳感設備，以食品包裝內溼度與導電量變化及無線射頻辨識技術，進行食品最佳賞味期的判別。研究發現：食鹽電解質溶液導電佳，一般濾紙載體導電效果優，廚房紙巾載體電流傳導時間短，皆可作為電解質載體。電解質濃度越高，溶液或載體的導電量越高。電解質電子標籤受潮時間越長，水分越高，導電量越高，受潮一段時間後可以干擾RFID傳感器運作。廚房紙巾RFID智慧標籤干擾速度優於一般濾紙，保鮮盒包裝優於夾鏈袋包裝。導電量在明顯的受潮反應後逐漸平緩，一般濾紙RFID智慧標籤高於廚房紙巾，大尺寸包裝高於小尺寸包裝。運用自製之RFID智慧標籤及撰寫商品結帳程式可以守護食品賞味期，保障消費者權益。

家庭餐桌上，妹妹總要吃最甜的葡萄，愛漂亮的姊姊只要微甜口感，罹患糖尿病的阿姨卻害怕吃到甜葡萄，面對衆多不同需求，我們思考：有沒有一種方法，可以迅速在清洗水果到端上餐桌過程中，就能直接分辨甜度並做出分級？ 我們以不同品種葡萄為實驗對象，採持續加入溶質增加溶液密度方式，觀察其在水中沉浮變化，配合糖度計實測葡萄糖度，得到「葡萄越慢浮出，糖度越高」的結論，驗證「葡萄甜度與在逐漸增加密度溶液中的沉浮順序相關」之假設。 本研究提出經濟實用的自製非侵入式糖度篩選法，輕鬆為葡萄甜度分級，還可擴大應用於市場及醫院，讓民眾不必花大錢也能享受應用科學帶來的生活品質。並發想能朝構建糖度與密度資料庫，做為產業分級應用。

本研究在探討台灣金狗毛蕨萃取物對於渦蟲傷口再生的影響，中醫認為金狗毛蕨具有抗菌效果，因此本研究同時分析了其根莖與茸毛中的酮類和酚類成分含量，並測試了其抗氧化能力。研究發現： 1.50%乙醇萃取液，金狗毛蕨具有最高的總酚類化合物萃取量，且透過延長萃取時間至3小時，萃取量將提高。 2.其含有豐富的總類黃類化合物，特別是在50%乙醇或純水溶液萃取情況下。 3.95%乙醇或99%甲醇萃取的金狗毛蕨溶液，顯示出極佳的抗氧化能力。萃取液在稀釋至0.1%後，對渦蟲傷口的再生效果特別顯著，尤其是95%乙醇與99%甲醇萃取液。 4.渦蟲再生試驗主要觀察尾段長出眼點的時間，以95%乙醇萃取液以及99%甲醇萃取液的渦蟲再生效果最好，能夠明顯縮短眼點的再生時間。

我們發現市售濾水器的濾芯有陶土層和活性碳層，從文獻得知活性碳的過濾效果非常好，所以決定深入研究陶土層，開發自製陶濾芯。為了讓陶土能透水，陶藝老師建議可在陶土製作時加入麵粉，高溫素燒後麵粉會在陶土中留下孔隙，陶土就能透水。使用自製陶濾芯過濾檸檬酸水溶液、生態池水、公司田溪水及硫酸銅水溶液並與無過濾的對照組比較，發現自製陶濾芯對於過濾氯化物及磷酸鹽有不錯的效果，而且在較高濃度(10ppm)的銅離子溶液中也具有過濾效果。經過多次陶濾芯製作後，最佳製作方法為揉陶土時一起加入麵粉和鹽，鹽可以控制陶土水份含量及仰制微生物，此外陶濾芯製作成高圓柱狀及燒結溫度降至500度時，都可增加接觸面積和孔隙，大幅加快過濾速度。

衛生福利部宣導75 ％酒精能預防新冠病毒，但頻繁使用酒精卻易造成手部乾裂，因此本組利用酒精浸製金銀花、烏龍茶葉、桂花、柚子皮等製成酊劑，再混合羅勒籽及奇亞籽所提取的成分，研發具消毒暨護手雙效的酒精性乾洗手液。經過pH計、UV粉及蘋果抗氧化測試顯示，本組所研發之乾洗手液呈弱酸性，與皮膚酸鹼值相仿，且具有抗氧化與抗紫外線（防曬）的功效，比一般市售產品效能更高。此外，本組意外發現果膠混合液能製成風乾膜有效對抗紫外線。總結本組研發之多功能乾洗手液除了具有天然保養之功效，還能讓果皮產生環保效益，極具開發之潛力。

本研究以手邊可得家庭五金材料，自製簡易精油萃取機，以不同冷凝方法和機體結構，架設有效自製精油萃取機。不同於傳統畢氏冷凝法及水冷式冷凝法，自製風冷式冷凝裝置在機體上方設計小進口通入冷風，以鋁箔紙包覆不鏽鋼油漏形成冷凝夾層，應用氣體自由膨脹原理達最佳冷凝效果，萃取效率較市售裝置提升16%，但價格為1/10。以茶樹精油進行自由基清除測試及抑菌能力評估。實驗結果顯示，自製茶樹精油抗氧化力較市售精油高19～27%。抑菌測試可知，自製茶樹精油濃度100%組別，抑菌效果為75%乙醇之4倍。本研究研發之自製精油萃取機，可供一般民眾架設家庭簡易萃取裝置參考。

我們在生活科技課學到powertech競賽中各種仿生獸的設計與實作，因此發想藉由powertech材料包發展出一種可以攀繩的機械獸—「攀繩猴」。除了探討攀繩的材料種類及繩張力對於其運動的影響外，並且嘗試以各種變因，例如仿生獸的重心配置、攀繩猴的臂展長度、齒輪箱的變速齒比等，測試分析我們設計出來的攀繩猴。接著調整上述變因，來測試攀繩猴的競速、爬坡及負重能力。最後我們希望能攀繩猴在實際擔任救災運具時，能在模擬的惡劣狀況下，發揮其所具有的救災潛能。

音酵交響曲探討酵母菌與聲音三要素的互動關係。本文主要研究音色、響度、音調與酵母發酵之變化情形，利用不同聲音刺激探討對酵母發酵過程是否產生影響。在控制組樣本中，酵母發酵過程大概會在50-70分鐘達到高點，並隨時間而逐漸下降。在木琴組別處理之下，發現木琴低音小聲處理之下效果最好；在胡琴組別中，以胡琴低音中聲處理下能提升發酵效果；在鋼琴組別中，在鋼琴高音大聲中能提高酵母發酵體積；在低音組別中探討響度的變化，發現小聲對酵母菌生長最好；在小聲組別中探討音調的變化，發現低音對酵母菌生長最好；在低音組別中探討音色的變化，發現木琴對酵母菌生長最好。故音色、響度、音調確實可以影響酵母的發酵速率。

生活有多元吸附物品方式，如磁力、吸力。而磁力只能吸附鐵和磁鐵或利用吸力抽取近似真空來吸附物品。當我們了解柏努利原理可產生吸力後，便想利用此原理製作吸盤，可輕鬆的吸起物品而不破壞物體表面，本研究結果發現1.在水管吸塵器和兩紙張吸引實驗中要先造成兩端或內外氣流速不同，造成壓差形成吸力現象。2.不同開縮口比較其吸管吸附水位產生壓差現象。3.柏努利概念吸盤吸附物面積需大於噴氣口尺寸，方可吸附。4.自製柏努利吸盤可吸附平均最大載重約191.22克且吸附平均落差高度可達84.3公釐。5.吸附物以重量輕、面積適中、粗糙面及吸附部位是平坦片狀為主。以上這些研究讓我們發現"吸力"的多元性，希望能更有效提供在日常生活中的便利性！

我們嘗試在在來米粉中添加不同種類及比例的澱粉、不同水量，找出接近市售粄條軟硬度、抗拉力的製作配方，並使用澱粉酶分解澱粉轉化成葡萄糖的方法，自製α澱粉酶檢驗抗性澱粉含量是否受保存條件影響而增加，希望享受美食同時能減少熱量吸收。研究發現在來米粉加入20%糯米粉，能煮出與市售粄條軟硬度、抗拉力最接近的粄條，研究中使用的各種澱粉都無法煮出抗拉力與市售粄條相當的粄條，可能與市售粄條的食品添加物有關；將自製粄條放入冰箱以3°C冷藏48小時，就能得到與未經低溫保存粄條相比，以自製α-澱粉酶溶液檢測減少約10%熱量的粄條。