生活與應用科學科(二)科

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。

由於COVID-19的影響改變了整個社會形態，依據世界衛生組織報告，COVID-19主要傳播的路徑為空氣傳染等，故空氣污染對健康和生存造成巨大而可怕的影響。為強化環境空氣品質確保健康，本研究建立主動式靜電綠牆，其可依據空間大小需求和空氣污染物種類，調整模組尺寸和植栽種類，透過靜電吸附污染物質達到淨化空氣、美化環境。 本研究分別在不同情境 (高溫高濕、高溫低濕、低溫高濕和低溫低濕)下，分析探討污染物去除率。其主動式靜電綠牆可移除二氧化碳 0~38%，並可移除懸浮微粒 5~11%和細懸浮微粒 4~15%，另移除甲醛的去除率 55~93%、化學污染物 52~94%。

近來咖啡樹種植面積擴大，使得以咖啡豆維生的咖啡果小蠹迅速擴散，此蟲幾乎在咖啡豆中完成生命史，因此防治不易。閱讀文獻發現此蟲容易受甲醇乙醇氣味引誘，我們自製誘引瓶及研發酒麴菌液+甲醇乙醇的方式進行實驗。結果發現：1..紅色誘引瓶抓到較多咖啡果小蠹，推論此蟲易受紅色(波長620–750 nm)吸引；2.相同成分發酵液體添加3：1甲醇乙醇混合後的誘引劑有較佳的誘引效果；3.比較酒麴菌在不同液體發酵效果，發現糖水酒麴菌+3：1甲醇乙醇＞咖啡豆液酒麴菌+3：1甲醇乙醇＞單純甲醇乙醇(3：1)；4.同一成分的誘引劑在海拔較低時誘引效果較佳；5.酒麴菌誘引劑會隨著溫度升高而逐漸提升誘引效果。未來可搭配農改場誘引劑使用，提升咖啡果小蠹的防治。

本研究透過預備實驗，發現日常生活中方便取得的天然黏膠可作為魚蝦飼料黏著劑，接著設計三個部分實驗進行探討，分別為（一）飼料對水質的影響、（二）飼料對魚蝦飼養環境的影響、（三）飼料對魚蝦的誘食性。研究結果發現，天然黏膠中以秋葵膠最適合作為飼料黏著劑，其綜合水質數值穩定、具較佳魚蝦誘食性、飼料無發霉情形等特質。而自製飼料經烘烤可加速其固化，但高溫除了會影響飼料內營養組成，也會使飼料膨脹形成浮粒飼料，而不適用於底棲動物。飼料總表面積越大具有較佳的魚蝦誘食性，但相對的其對水質具有不良的影響。本研究結果包括TDS數據、七合一水質測試、易發霉與否、製作方便與否等，提供大眾自製魚蝦飼料時應用參考。

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！

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。

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。

氣候變遷引發降雨異常，每當強降雨造成金門低窪區域積水成災，不僅校內外意外頻傳，甚至發生觀光客「游」金門，出動橡皮艇幫遊客脫困，因此以SDGs為首要目標，設計加速排水的防災創意智慧格柵，縮短積淹水時間，減少災害發生，開創永續防災新局面。 首創輪軸格柵效益最佳，並校園實地埋設縮短積水時間，小朋友滑倒意外減少。且向縣府報告研究成果，建請納入施工設計及建置滯洪井池，已獲大大肯定與讚揚，將請相關單位研擬由低窪潛勢熱點試用。 我們也在重大淹水區實作成效良好，防災創意智慧格柵既可讓水流大量流至滯洪設施，減少災害發生，又可保存水資源供應民生用水，而非浪費流至大海，更可減少依賴向中國大陸購水需求，共創「三贏」何樂而不為。

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。

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！