生活與應用科學科(二)科

靜水中產生上升水流，淨化生態養殖池或水族箱。據第一版阿基米德泵實驗發現阿基米德泵浮球對轉速和流通量影響不大，浮球可供泵浮力及作雜質上升軌道，浮球大小隨氣泵總重量調整。氣泵水流出口扇葉，支撐力低，產生阻力，製作過程應強化扇葉結構。集污斗導管曲率半徑大，除污效率佳。當打氣機的氣孔密度為3孔，對流佳，除污效率高。水深處的螺紋密度應疏以降低阻力。我們將設備改良為第二版氣泵，由於體積大效果不佳。經改良，我們設計出效能佳的第三版牛頓泵，實作後發現製泵時，泵出口位置低於水平面，讓出口角度與轉軸成切線，轉速快；在合理範圍內，打氣機氣壓強，排污量大。希望透過我們的研究，可研發出節能環保的「水池、水族清潔系統」。

日常生活中，每日用水量最大宗的是如廁的沖水，在調查完得知本校六年級同學家中有兩段式省水馬桶的比例只有36.8%之後，發現改裝一段式沖水馬桶來省水，是很有意義的努力方向！ 先研究一段式馬桶水箱的工作原理，再去大賣場衛浴專區收集並分析市面上各種馬桶省水方法的優缺點，進而研發出可任意控制無段式馬桶沖水量的改裝方法，是運用在鏈繩外面套支8mm硬質塑膠吸管，傳遞手指反推啟動桿的壓力可直達排水閥，就能讓無段式馬桶水箱達到隨心所欲的沖水境界！ 整套的二段式省水馬桶是最省水的！然而，超過半數全國民眾家中仍在使用一段式馬桶的情況下，若能推廣改裝成任意控制無段式坐式省水馬桶沖水量的方法是有價值的、省錢、省時、耐用、好改裝！

本研究探討了使用回收塑膠寶特瓶製作PET線材的可行性。我們設計了數個不同功能的模組並使用TINKERCAD 3D建模軟體進行了優化，使過程更為穩定和高效，同時也考慮了減少廢棄物的製造量，以達到節約成本、保護環境的目的。 研究發現，為了得到品質更佳的成品線材，需要在生產過程中控制PET條寬度均勻性、拉線速度、加熱頭溫度、加熱塊支架變形和加熱塊溫度浮動等因素，以確保成品線材的品質。此外，本研究也嘗試將所有模組整合在一個平台之上，探討製作出一台具有全功能機器的可行性。 最終，本研究成功實現將使用過的寶特瓶變成PET線捲的目標。未來，我們將繼續優化該機器的設計，增加自動化程度，並探索更加環保的製作方法，以達到更加可持續的生產方式。

絲瓜絡有吸水、透氣的特性，我們用絲瓜絡、石膏並添加蛋殼與水泥粉來製作絲瓜絡植栽材，以飽和吸水量、飽和含水率、釋水速度及耐用性來檢測絲瓜絡植栽材的特性。 從實驗結果發現：(0.5 cm)3絲瓜絡植栽材吸水性佳，其次是粉末絲瓜絡；粗、細纖維絲瓜絡間飽和含水率差異不大；5g細粉末絲瓜絡植栽材吸水特性較佳。有使用過絲瓜絡吸水效果最好；添加粗粒徑蛋殼植栽材飽和吸水量最多；添加15g白水泥的飽和吸水量及含水率為最佳。5g細粉末絲瓜絡+5g粗粒蛋殼+15g白水泥+35g石膏粉及50ml蒸餾水為植栽盆的最佳吸水性、耐用性配方。絲瓜絡植栽盆+絲瓜絡植栽材所種的三色菊生長高度最高、土壤保濕度最佳。以絲瓜絡植栽盆種植的小白菜苗生長率比用黑軟塑膠盆的小白菜苗高。

觀賞蝦是台灣近十年來休閒養殖的出口大宗，台灣在血鸚鵡由板橋人陳延清於西元1988年首次雜交成功後一舉打響台灣休閒養殖在世界的地位。然此後沉寂了很多年直到2002年黃琪文先生成功由黑殼蝦選育並發表之火焰蝦(flame shrimp)又再次為將台灣搬上了國際舞台(黃，2015)。本實驗旨在探討新米蝦飼養時在人工飼料、天然葉子、過濾濾材、pH、TDS、硝化菌養成等之關係，並透過實際飼養所取得的數據，以科學的方法分析所得結論做為飼養觀賞蝦的民眾一些建議。

本實驗之研究目的在找出繼光餅的最佳配方。以不同比例的麵粉、酵母粉和水溶液種類設計出三組實驗組、每組三種不同配方共7種(每組皆有一個原始配方)，找出麵粉和酵母粉及水溶液對繼光餅的影響。本研究使用電腦軟體imagej測量氣孔數量、砝碼加壓法測量其硬度及回彈度、體積置換法來測量體積的改變，以科學化數據觀察，量化紀錄資料比較繼光餅本體外型和品評口感，綜合比較結果，最後第一組實驗以高筋麵粉、第二組以五克酵母粉、第三組以鮮奶口味為本研究最喜愛的配方。最後無添加酵母粉及更改水溶液為高粱酒的繼光餅不受到大家的喜愛。

這次科展的主題是會『呼吸』的落水頭，目的是要了解如何解決排水管氣體堵塞，導致排水不順暢的原因，並且解決問題，讓落水頭可以排水順暢。在實驗的過程中發現，使排水不順暢的原因是排氣管內的氣體和排出去水的體積沒有達到相對等的交換，一旦克服這個困難，排水就可以相當的順暢，在自製的落水頭中設計了排氣通道使排水順暢，有排氣通道設計的落水頭排水時間大幅縮短超過原本時間50 %以上，大幅縮短了排水時間，在此次的科展研究依照實驗結果：排氣孔通道比例要大於外套管和內套筒的通道，且在防止異物的罩子入水量要大於排水量，按照這樣的原則就可以打造出一個可以讓排水更為順暢且防止排水管異味還可以阻擋小昆蟲的落水頭！

小學生甜食攝取過量，蛀牙嚴重；而牙菌斑是蛀牙前兆，了解與監控其形成可協助牙齒保健與潔牙工具開發。本研究探討甜食性質與糖含量對牙菌斑生成影響，及牙刷特性對清除牙菌斑之效果。故設計實驗一、分析吃完五種甜食前後牙菌斑生成量；二、探查不同甜度花茶對牙菌斑影響；三、評估十種牙刷清除牙菌斑效果。研究結果顯示：較黏稠焦糖煎餅搭配每100毫升含40克白砂糖花茶所產生牙菌斑最多；影響清潔效果的特性依序為刷毛柔軟、波浪程度大、刷毛緻密增加接觸面積，創新牙刷應著重此三項目。這次研究讓我們了解甜食性質和糖分多寡會促進牙菌斑生成，正確清潔牙菌斑，做好口腔衛生可防蛀牙；同時也提供口腔健康教育與未來開發新型牙刷、申請專利的基礎。

紅茶菇為酵母屬、醋桿菌科和乳桿菌屬等五類微生物的共生物（Symbiotic Culture of Bacteria and Yeast）。菌膜為醋酸菌代謝產物其吸水性極高但培養結束後棄之可惜，研究者嘗試找出菌膜增厚方法和應用價值，建議培養時將菌液、菌膜並用最好，以100ml紅茶、60ml 接種菌液、9g菌膜與20g糖配製成培養液加蓋在25-29°C環境微幅震動培養最佳。果汁以西瓜培養液菌膜最厚但較紅茶培養減少30%。菌膜平均吸收水重量約為本身的2.65倍，透過電子顯微鏡一探菌膜的層次結構，探討結構與厚度關係中發現厚菌膜更能保濕。應用乾菌膜吸墨後適合替代印台內的海綿。另外自製菌膜面膜貼合率較不織布面膜高出32%，脫去醋酸的乾菌膜面膜易保存，溼的菌膜面膜可在土壤中分解相較於不織布面膜更具實用與環保價值。

台灣缺水，家庭廢水也因含有清潔劑會造成環境污染，促使我們思考如何用簡單的方式來處理家庭廢水，讓廢水變乾淨，循環再利用。 本組查詢歷屆作品和文獻，發現有人利用泡沫分離法去除污水中的重金屬，但需添加其他物質來處理，而市售廢水處理產品多採過濾沉澱方式，不僅設備昂貴，也需不斷換耗材。後來我們觀察家庭廢水多含有清潔劑，其本身就有起泡特性，又看到魚缸的蛋白分離器結構可淨化水質，我們就進一步延伸自製出不用添加物質即可使用的泡沫分離器，延續去年北市科展作品，今年我們將裝置實際用來處理家庭廢水，實驗證明廢水變乾淨了，每秒最大處理流量約96 毫升，我們並自製腳踏式抽水泵，將處理後的再生水抽到馬桶水箱供沖水使用。