生活與應用科學科(二)科

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。

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。

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！

本次的研究，我們了解到植物的生長除了需要光，適度地給水，還需要給足夠的生長空間及防蟲害。LED燈可以做為栽種植物良好的替代光源。利用自製感光、控光、自動給水器及附件支架的設計，製作「全向顧植物機」，可以用來幫助自己栽種蔬菜作物及了解植物的生長。附件支架可以解決廢棄電管問題，並且可以提供農家使用。所有設備設計目標兼顧節能、節水、減少汙染及環境保護。了解生物的生長與環境間的互動是件有趣的事，可以利用技藝課程、科技課所學，自己製作機械、設計程式收穫良多。

我們發現市售濾水器的濾芯有陶土層和活性碳層，從文獻得知活性碳的過濾效果非常好，所以決定深入研究陶土層，開發自製陶濾芯。為了讓陶土能透水，陶藝老師建議可在陶土製作時加入麵粉，高溫素燒後麵粉會在陶土中留下孔隙，陶土就能透水。使用自製陶濾芯過濾檸檬酸水溶液、生態池水、公司田溪水及硫酸銅水溶液並與無過濾的對照組比較，發現自製陶濾芯對於過濾氯化物及磷酸鹽有不錯的效果，而且在較高濃度(10ppm)的銅離子溶液中也具有過濾效果。經過多次陶濾芯製作後，最佳製作方法為揉陶土時一起加入麵粉和鹽，鹽可以控制陶土水份含量及仰制微生物，此外陶濾芯製作成高圓柱狀及燒結溫度降至500度時，都可增加接觸面積和孔隙，大幅加快過濾速度。

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。

實驗中蛋白打發最佳的情況，是使用電動打蛋器打發3分鐘綿密的雞蛋蛋白。打發的蛋白加鹽1克水煮後，打發的蛋白體積最大的狀況96.7±5.4ml，而且蛋白加鹽煮起來QQ的不易破掉，所以之後的實驗在打發的蛋白前都加1克的鹽。以下是每種食材產生浮沫的處理方法最佳方式為: 牛肉水煮沸後30秒，加入打發1分鐘的蛋白不攪動。 牛骨加入蛋白時機是在水煮90℃時，加入打發3分鐘的蛋白後不攪動。 豬骨水滾後60秒加入打發3分鐘的蛋白攪動30秒。 蛤蜊水煮沸後馬上加入打發3分鐘的蛋白攪動60秒，可使湯變得更清澈。 蝦頭水煮沸後30秒時加入打發5分鐘的蛋白後不攪動。 魚骨加入打發3分鐘的蛋白後攪動60秒，效果最佳。