生活與應用科學科(二)科

許多國家都在尋找減少水庫蒸發量的方法，我們想在水庫放置結合太陽能板的生態罐，它能吸收氮磷化合物，改善優養化，燃燒藻類後又能提供生質能源。 實驗發現： 一、生態罐水位於3/5時可提供藻類生長的合宜環境: 1.瓶內溫度最低也最穩定，約25℃，較瓶外氣溫32℃低，故具有良好降溫效果。 2.照光下，罐內外氣壓差穩定於6 cm-H2O。 3.藻類的周生長倍數大約為1.19倍。 4.燃燒熱值周產量為19.5mW/mm2。 二、藻生罐子平衡速率快，大約24秒就能平衡於3/5位置

經由測試不同種類與比例的潮解物質吸水效果實驗中，找出從空氣中吸水效果最佳的潮解物質配方，並將此配方搭配不同種類、重量的天然物質，製作出既安全環保又具有最佳吸水效果的潮解物質混合物配方「氯化鈣 13g+二氧化矽 2g+水13g+活性碳 2g」。另外我們從校園植物葉子纖維中找出製作效果最佳的東方紫金牛和茉莉花製作成環保花盆，並檢測薄、中、厚三種厚度的植物纖維搭配最佳潮解物質混合物配方，在溫度 34°C、濕度 62%和溫度 25°C、濕度90%環境中的吸水效果，並將最佳潮解物質混合物配方放置在自行設計的內、外兩層環保花盆縫隙中，經由溼度計檢測證實 14天內花盆土壤溼度都維持在潮濕等級，花盆內的植物也能生存良好，成功製作出能吸收水分的環保花盆。

本實驗考慮藥物吞入時極為苦口，但如果利用類似膠囊的原理，更精進將晶球「微米化、可配水喝入、可有效消化、可於胃中緩慢釋出」等功能，進行實驗（以海藻酸鈉濃度、噴入高度、界面活性劑、內含物含量為變因）等，希望在未來生活中，可以利用兩個寶特瓶，將海藻酸鈉加感冒藥物和氯化鈣進行固化作用產生晶球，且利用超音波霧化器將晶球製成微米級，在家感冒時進行ＤＩＹ製作，並配水喝入，就不會有『苦』的感覺，達到『良藥可口』的效果。

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。

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。

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。

太陽是我們最重要的資源，如何以菲聶耳透鏡加熱導管的自製太陽爐進行蒸發海水，取得可供使用的淡水是本研究的主要目標。我們在科學雜誌裡查到海水淡化的發展與技術。經由文獻知道熱導管可以將太陽能擷取的效益提升至最佳，在太陽能擷取系統扮演著非常關鍵的角色；而菲聶耳透鏡在光學系統中能發揮非常好的聚光效果，聚光後的光線強度比一般透鏡高。本實驗採用16支中溫型銅水式熱導管和菲聶耳透鏡，以100公克的海水進行3.5小時的實驗。分別在2021/10/27獲得6.79公克的水、2022/05/18獲得0公克的水、2022/05/19獲得2公克的水、2022/05/20獲得1.5公克的水、2022/05/29獲得2公克的水。經由研究得知透過菲聶耳透鏡及反射鏡能讓熱導管的溫度提高，但高溫若無法持續則效果不佳，無法有效收集到淡水。

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。

現代人對咖啡的需求量很大，煮完咖啡後剩餘的咖啡渣常被丟進垃圾桶，因此我們想知道咖啡渣是否能像蛋殼、果皮、茶葉渣等當做肥料，來幫助植物的生長。我們實驗分為兩階段，第一階段，以我們常見的將廚餘直接鋪在土上面施肥，但發現效果不好；經過修正後再進行第二階段。我們單純討論福山萵苣的成長，並將廚餘分成腐熟與未腐熟的方式栽種福山萵苣，我們發現咖啡渣以外的廚餘經過腐熟後再進行堆肥效果好過市售肥料。之後也嘗試將咖啡渣和其他的肥料混合與調整咖啡渣的比例，希望找到能幫助植物生長的方式，但原本期待咖啡渣能變身成廚餘黃金，實驗結果卻讓人從夢中清醒，咖啡渣雖能提供養分，但容易結塊的特性，造成對植物的生長幫助有限！