生活與應用科學科(二)科

以前曾經在新聞上看到過紙板製作家具的報導，覺得非常的新奇有趣，所以決定以此為題進行探究，動手試試看瓦楞紙板所製作的家具應該如何設計才能夠有足夠的強度，以承受實際應用時的真實需求。為此，我們蒐集了相關的文獻進行研究，並對於不同的設計方案與實作成果的瓦楞紙長凳進行了多次的測試，發現瓦楞紙長凳靜載重可達100公斤重，證實了紙製家具的實用性與可行性。

金門高粱酒糟年平均產量約7.2萬噸，目前多數以廢棄物方式送台處理，因此，我們希望以環保角度思考，試圖找出酒糟其他應用的可能性。過去研究曾發現酒糟萃取在紫外線波段有較高的吸光值，我們推測其具有防曬的潛能。因此以水、甲醇、丙酮、乙酸乙酯、甘油等溶劑在不同溫度中萃取酒糟，並進行紫外線阻隔實驗，結果顯示，當厚度足夠時，以甲醇70℃、甘油50℃、70℃及丙酮70℃萃得樣品對於紫外線A及紫外線B能有100%的阻隔；而在陽光下，以甲醇70℃萃取樣品以1:1比例混合護膚乳時，可達71%的阻隔效果；塗抹人工皮的實驗中，也以甲醇70℃樣品混合絲瓜水的效果最佳。本實驗初探得酒糟應用於防曬之可能性，希望能創造環保再生又高經濟價值的酒糟利用模式。

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。

本研究透過文獻探討與訪談後，透過開發黃金蜆的功能，期望建構一個能在校園水生池進行的永續蜆魚菜共生系統，透過實驗與文獻得知，一個50000公升的校園水生池蜆魚菜系統，等同於一棵成年樟樹的固碳量，且通過實驗可知，若通入二氧化碳，還能提高蜆的存活率；即便死去的蜆殼也能成為土壤改良劑改善校園種植環境；使用蜆殼也能燒製成市售的蔬果清潔劑。此外，本研究亦針對虹吸系統、二氧化碳發生系統、水耕植棉進行改良，提供未來相關實驗與校園種植參考利用。

本研究以廢棄的蚵殼和回收紙作為研究材料，先將鍛燒後的蚵粉溶於水後，噴灑於手機螢幕與電腦鍵盤，並利用ATP生物冷光儀檢測微生物的殘存量，研究發現10ppm與100ppm濃度的自製蚵粉水在手機與鍵盤皆可達98.14%與96.08%以上的殺菌效果。之後再將自製蚵粉水與市售蚵粉水、自製文蛤粉水、水，在門把上做殺菌效果的比較，結果顯示殺菌效果最佳的是100ppm的自製蚵粉水，可達93.23%以上的殺菌效果。接著利用回收紙製作環保鞋墊，並加入自製蚵粉，用以探討加入自製蚵粉後的鞋墊中是否具有抑菌的效果，結果顯示加入5公克自製蚵粉微生物最佳可達89.5%的殺菌效果。

在工地或事故現場常用的交通三角錐因形狀固定、體積較大，而不易收納，於是我們針對此不便做出了改良與研究。經過多次實驗，最後，我們決定使用不鏽鋼線，燒製定形後，再用縫紉機將輕盈的紅色雨傘布縫製於上，讓角錐猶如彈簧般「一壓即縮」，即使是孩童也能使用，且如遇到事故，有彈性的布料角錐也能減輕碰撞的傷害。為了提升三角錐的穩固性並加強警示功能，我們用壓克力做了角錐的底座，並在內部配置電路，使三角錐具有聲光警示效果。藉由紅外線感應對靠近的人發出警示音，並於夜晚時，可設定發出不同色彩和亮度的光來警示。經過多次的實驗、測試，終於設計出具備聲光警示與輕巧、好收納等優點的三角錐，期望被各方廣泛使用，減少意外的發生。

臺灣在2021年受到缺水與疫情的影響，本團隊以DFC學習法來釐清相關問題，將「防疫勤洗手產生的肥皂水經處理後，供植物灌溉使用」作為研究構想。根據國小課程「水污染與防治」、參訪污水處理廠和相關文獻，得知「活性污泥法」常應用於處理生活污水。故決定以活性污泥法的原理自製處理器來處理肥皂水，本研究的前導實驗在培養污泥及篩選試驗用肥皂水，而主題實驗的變因有肥皂水濃度、肥皂水添加活性污泥混合液的比例及曝氣時間，經研究得知合適的處理條件為肥皂水濃度 2.5 %(含)以下，肥皂水與活性污泥混合液的比例為1:30 ~ 1:10 ，且曝氣至少1 h，經綠豆發芽驗證得知再生水優於自來水。期望透過本研究的自製肥皂水處理器為防疫與水循環永續盡份心力。

傳統的保麗龍材料在製造過程中會釋放出有害的化學物質，並且無法有效地回收和再利用。本實驗使用天然材料製作的替代品更加環保和可持續，因為它們可以降低對石化原料的依賴，並且可以被自然分解。我們採用了一種新的製造方法，研發用最經濟的飼料硬質玉米和高粱加熱爆裂後，作為填充材料，並使用聚乙烯醇和硼酸作為黏著劑。這種方法適用於製造可避震、防火隔熱的材料，除了減少對石化原料的需求，也降低了製造成本。此外，我們還用了蛤蠣殼粉和無毒的清潔劑成分的無患子萃取液，這些材料都比保麗龍更加環保。本組產品呼應全球ESG永續行動，它可以減少包裝材料對環境的污染和傷害，同時具有更好的可持續性，為地球的永續循環經濟盡一份心力。

今年的大事，「土耳其大地震許多高樓都倒塌了，壓死不少人。」我們很天真的提出：「如果大家都住在竹管厝，就不會有被壓的事情。」 我們在老師的指導下研究這個問題：「爺爺的老家－竹管厝」。首先測試竹片的彈力，用竹片彎曲打彈珠，撞擊軌道上的小鐵珠；接著用竹片彎曲打木球，都能把鐵珠和木球打得遠。竹片彎曲彈開時，可以產生很大的彈力。 我們也利用市售的竹筷子吊重物，測量出竹筷子能吊很重的金屬墊片，知道竹筷子的抗壓力很強。最後在老師的指導下，用竹桿模仿安南區的竹管厝蓋起房子來；並用簡易的方法，玩起「模仿竹管厝」在風吹雨打和天搖地動下，完整無缺的結果，我們成功了！

互花米草佔據金門沿海造成生態危機，我們將滿坑滿谷的廢棄互花米草做實驗，讓互花米草再生利用。 由實驗得知，將互花米草添加於混凝土裏，測得坍度符合中度工作性，而混凝土內有綁紮互花米草三角形與正方形圍束數量越多，抗壓強度越強；且長方形下層綁紮條數越多，抗彎強度也越強，並實際鋪設校園步道堅固耐用。 現有「海路」採無筋混凝土施作，是因為鋼筋埋入潮間帶的「海路」會生鏽脹裂混凝土，今可「就地取材」將互花米草應用於「海路」，互花米草長期生長於潮間帶且不會生鏽脹裂，不僅可提升強度，還可讓廢棄互花米草變廢為寶，因此我們推廣宣導及自製金門特色文創-文鎮、杯墊、手機架等義賣做公益，達成SDGs，開創「永續金門」新局面。