生活與應用科學科(二)科

文獻研究發現，藻類擁有一種特殊的胺基酸—Mycosporine-like amino acids (MAAs)，能夠吸收UVA和UVB，抵抗紫外線的傷害。本研究利用不同溶劑來萃取日常生活中常見的藻類，期望能探尋出具最佳抗UV功效的藻類萃取液，進而調配出具防曬效用的自製防曬聖品。 研究發現，不同的藻類要萃取出最具抗UV的成分所需的溶劑種類與比例會有所差異，利用50%的乙醇萃取紫菜8小時所得萃取液相較於海帶芽、昆布、礁膜和石蓴，甚至是富含花青素的葡萄、火龍果，具有更好的抗UV功效。進一步利用紫菜萃取液自製防曬乳，在未添加二氧化鈦下便具有一定程度的防曬效用，且只需添加少量比例(約2%)的二氧化鈦(市售約為10%)，便能達到與市售防曬乳相當的抗UV成效，具研究發展價值。

硫酸鈉水溶液與鹽酸溶液反應會產生硫沉澱，沉澱量變化可用來表示化學反應快慢。近年來，數位量測取代肉眼觀察，但量測終點的閥值卻都是由實驗者主觀地自訂。我們不斷改進實驗，做了以下努力與成效： 一、 利用ARDUINO配合光敏電阻進行全程連續量測，並由數值分布圖發現硫沉澱速度並非固定。 二、 因為有讀取到全程連續量測值，我們測試出同時配合EXCEL的AVERAGE 與高次方TREND函數進行數據優化，可以成功反推每個瞬間反應速度。 三、 由全程連續量測發現，原想以反應結束的時間做為閥值是不可行，但我們意外找出非人為定義之閥值，且此閥值不受(1)外在光源強度、(2)容器深淺或容量、(3)感應器校準與否之影響。 四、 我們求得達到反應最快時之反應速率級數。

「溫室效應」會造成地球暖化，使地球環境惡化。但「溫室效應」並非顯而易見，因此不易理解，現在結合自然科學與科技課程，於微型玻璃屋中，探討二氧化碳對溫室效應的影響。 首先在玻璃屋外進行「空白試驗」，再於玻璃屋內進行溫室實驗。打氣幫浦輸出的氣體經由三通管控制「繞流」(Bypass)，通過氯化鈣去除水氣，約略可視為「零空氣」(Zero Air)，以人工光源照射充滿「零氣體」的玻璃屋作為「對照組」，再比較充滿不同濃度的二氧化碳氣體作為「實驗組」，應用Arduino開發板、感測器、液晶螢幕與記憶卡，能即時顯示數據、記錄資料，再以Excel繪製圖表，也可連接電腦進行現場環境監測。 從數據分析，「溫室效應」確實發生，所以應該儘量減少二氧化碳排放至大氣中。

臺灣於2015年6月15日經立法院三讀通過「溫室氣體減量及管理法」，2015年7月1日總統令公布施行，自此正式邁入減碳新時代。 本研究將以水資源節能運用發想在廁所中，通過水塔的位能差作轉化為電能，點亮廁所電燈，達到有以下特點： 一、節能，利用水塔位能差，無需消耗電能。 二、環保，無汙染、無輻射，保護生態。 三、安全，採用水塔位能差，通過低壓直流電轉化為光能。 四、簡單，機械設定的自控開關裝置可根據每次使用廁所進行開關燈。 五、便宜，安裝成本低，使用壽命長，維修方便。 利用水塔的位能差來發電、可以省電，又可以做環保，還可以節能減碳，更可以讓空氣清新，真是做了一件很好的功德。

本實驗以桌球表面10個環境菌為實驗對象，用16種植物上清液和三種植物純露檢視抑菌效果，初步結果發現茉草、迷迭香、蘆薈的上清液對桌球表面環境菌抑菌效果較佳，進一步萃取純露進行實驗後，發現茉草抑菌效果較好。將茉草以不同萃取方式（上清液、原液、純露）、不同處理方式（擦拭、噴灑）、不同比例（1：5、1：10、1：20）施作在桌球上，結果顯示以1：10茉草上清液擦拭對桌球表面的抑菌效果較佳；以1：20新鮮茉草純露擦拭對桌球表面的抑菌效果較佳。本實驗發現天然植物具有抑菌效果，茉草是生活中常見植物，栽種及取得容易，而且符合環保原則，建議未來可用更專業的萃取方式，提高其抑菌效果。

利用手機app、三角函數及Google map做「北竿硬地馬拉松」賽道長度與坡度的測量，並利用Excel將高度與坡度數據做成折線圖，串接成影片讓跑者可以在遠距離就做到北竿硬地馬拉松的賽前準備。透過Google表單統計跑者對於「事先預知賽道高度與坡度」等訊息對比賽是否有幫助，以及跑者對北竿硬地馬拉松「最硬(最難)賽道」、「最IN(最喜歡)賽道」、「最有印象啦啦隊」前三名的排序。

在網路、手機興盛的情況下，一般傳統鉛筆被使用的機會逐漸降低，但鉛筆對小學生而言還是最常用的書寫工具。而近來有號稱「環保永恆鉛筆」，強調免削、免買筆芯還可持久書寫，甚至還被當作精品高價販售。讓身為小學生的我們會想要了解這種新產品的書寫效果、售價、使用的評價等。經過深入了解發現市售環保永恆鉛筆筆芯成分標示不清且書寫字跡顏色較淡；加上為了減少書寫時的施力讓書寫更省力，所以一般傳統鉛筆使用者在選購筆芯時日漸傾向選用筆芯較軟但顏色較深的1B、2B 筆芯。因此我們試著用五金行或市面上就能買到的材料，利用簡易工具與方法自製金屬筆芯，希望能找到書寫字跡顏色比市售環保永恆鉛筆深的金屬筆芯材料成分。

本研究是探討洗完頭髮後，用吹風機如何讓頭髮快速吹乾的方法。因頭髮屬人體試驗，故以「棉線」來模擬頭髮。以棉線外形、數量＋加溼水量、水溫＋棉線不包、有包＋包覆材質、厚度、乾溼度、形式＋棉線位置、堆疊方式＋吹風溫度為研究變因，發現： 一、棉線(頭髮)不包：洗髮水溫要高(≦38 °C)＋頭髮微溼直順＋髮量多(密集、大撮)＋吹熱風的吹乾效果最好。 二、棉線(頭髮)有包比不包好，又以包覆2層廚房紙巾最好。 三、棉線(頭髮)有包：洗髮水溫要高(≦38 °C)＋頭髮微溼直順＋衛生紙、廚房紙巾各1層全乾無縫半包覆頭髮＋位置：吹風機−頭髮−衛−廚＋髮量少(疏鬆、小撮)＋單疊＋吹熱風的吹乾效果最好；又比包覆單一材質(廚房紙巾2層)更優。

本研究旨在觀察和降解禽類羽毛，並使用水解後的有機液肥澆灌植物，以觀察其生長效果。通過顯微鏡觀察和分析，我們發現羽毛在外形特徵、大小、顏色和長短方面存在巨大差異。在實驗中，我們將雞羽毛提供給微生物進行厭氧醱酵分解，結果發現厭氧微生物成功消化了羽毛。在羽毛水解實驗中，我們添加了培養的羽毛分解菌，七天內成功將羽毛水解，同時生成了生質氣體和液肥。我們將羽毛消化液稀釋後澆灌在種植的小蕃茄、白菜、油菜等植物上，實驗結果顯示，使用液肥的農作物生長更加茂盛，產量也更高。其中，白菜的生長增幅最佳，達到了35.4%至46.1%。透過這項研究，我們更深入地了解了禽類羽毛廢棄物在農業上的應用，同時也對環境產生了友善的影響。

延續「穿上一身白雪的黃豆～天貝的研究」，今年探討黃豆微生物發酵天貝對營養成分的影響。我利用黃豆粉加少孢根黴菌、植物乳酸菌或兩菌混合菌粉，製成天貝豆泥作為麵包蟲飼料。與餵養未發酵豆泥比較，乳酸菌豆泥飼養組持續增重，而根黴菌或混合菌豆泥則先減輕後迅速增加。我懷疑麵包蟲不喜根黴菌味道，Y型岔路測驗結果顯示無嗅覺偏好，體重變化與味道無關。微生物發酵分解蛋白質成胺基酸，我透過薄層色層分析檢查樣本中游離胺基酸，結果顯示混合菌組產生最多的游離胺基酸，可解釋它們增重速度超越乳酸菌組。總結來說，我發現根黴菌與乳酸菌共同發酵時，可產生易吸收營養並提高體重增加速度，酵素分解蛋白質產生胺基酸的能力扮演重要角色。