生活與應用科學科(二)科

本研究挑戰以草食性動物的便便短纖維混合影印紙的絲狀纖維，製作永續綠色經濟紙張。首先向FaceBook兔子社群的社員請益兔子的習性、飲食習慣、生理狀態，驗證與修正自己飼養兔子的經驗，並以酸鹼中和法、吸附法和煮沸法處理兔子便便，從牠的便便中發現短纖維與回收影印紙絲狀纖維的差異，於是以紙纖維的特性補足便便短纖維的功能，分別以成分比例、打漿時間與方式、著紙1工具、壓製方式和乾紙溫度等五個實驗，製作便便紙。以拉伸測試與吸水速度探究便便短纖維和紙纖維纏繞模式，據以驗證製紙變因對纖維纏繞的影響，進而提出影響便便紙製成的因素，提出兔紙的應用與改良建議。

手機已成為現代人不可或缺的科技產品之一，本研究主旨在讓所有中小學的師生能夠在不必進入實驗室的情況下，隨手擁有屬於自己的顯微鏡落實科學教育。從凸透鏡的光學原理開始逐步深入探討，拆卸雷射筆、自行燒製玻璃透鏡，最後使用聚丙烯酸鈉（水晶寶寶）圓珠做為鏡頭，並且深入研究水晶寶寶的含水量、耐壓程度與透光度，然而利用手機顯微鏡拍攝時最大的困擾是手部震動，為解決此問題我們搭配自製觀測台，通過不斷的測試、改進和調整，研發出了電子液壓式觀測台。此外我們還利用偏光片的折射原理，自製了與傳統不同的光圈調節裝置，最終我們結合了3D列印和雷射切割技術，成功研發出構造簡單、價格便宜、攜帶方便且易於操作的手機顯微鏡組。

本研究是以機械取代手工製作愛玉凍，以及開發自製食品質構儀的過程。起因於想製作衛生的愛玉凍改以機械製作並維持流程不沾手。為了比較愛玉品質研發自製檢驗食品質構儀。利用不同的攪拌刀具和機械方法製作愛玉，並與手工製作的愛玉品質進行比較。結果是調理機搭配鈦網刀頭，只需2分鐘，即可做成優良的愛玉。整體 流程快速衛生品質與手工愛玉不相上下自製質構儀經過改良，並與市售電子式質構儀比較驗證。在檢測同樣的愛玉時結果口感 數據接近、整體趨勢相符，具有相當的可信度。最後再以質構儀檢測其他性質的市售食品，同樣可以測得物理特性並分析出口感！證明它可以廣泛運用在其他食品上，完成新型手動質構儀開發。

本研究探討「生廚餘分解養液」水培蔬菜的可行性。我們建立「生廚餘分解缸」，透過量測水質推測硝化菌(Nitrobater)與亞硝酸菌（Nitrosomonas）培養完成與累積出水耕蔬菜所需NO3-濃度(150mg/l) 約9週，pH值必須5個月才能趨於穩定值7.1。「生廚餘分解缸」DO值10ppm與自行研發「K1循環流沙床」，搭配琵琶鼠與泥鰍具有最佳分解效率。「生廚餘活菌養液」可利用純化大灰苔蘚作為｢活菌液肥熟成檢測」試紙。「生廚餘活菌養液」以動力循環方式水耕蔬菜有非常好成效。並以水耕機比較「生廚餘活菌養液」與「化學液肥」之間的差異，發現「生廚餘活菌養液」種植成效較好，且可以採取「無動力水耕瓶」方式種植，大量節省電力與設備花費，還能種植出硝酸鹽含量較低的蔬菜。

本研究旨在使用深度學習技術製作青春痘的檢測系統，系統中包含了青春痘檢測、油性偵測、專家回覆系統與趨勢分析等四大子系統。在系統開發後，接著做使用者實用性分析，本團隊與皮膚科醫師合作，藉以評估青春痘檢測系統的模型準確率。在第一次評估混淆矩陣中得到57%的準確率，而後又再重新取樣，得到75%的準確率。在油性偵測部分，使用吸油面紙後得知其吸油面積的油性佔比。專家回覆系統是以Mistral 7B語言模型製作而成，幫助使用者了解青春痘的相關資訊；最後依醫生建議的皮膚修復週期為期三個月，過程中進行4次的評估。本系統會向使用者呈現最近4次的趨勢圖讓使用者與醫師均能了解皮膚的修復狀況，因此本系統為一套完整且操作簡便的自我檢測系統。

本次實驗中，我們嘗試從生活常見的食物，如：紅豆、青花菜等十種素材中萃取熱穩定性成份，並製作出含抗氧化、抗UV及保濕效果的乳液。研究結果指出在單一素材的比較中，紅豆具備最佳的抗氧化能力，而黃甜椒則具備最佳的抗UV能力和保濕效果。接續我們選用這兩項素材調配比例並測得抗氧化能力及抗UV能力，其結果最佳比例為紅豆比黃甜椒3：7，保濕效果最佳則為7：3 而 3：7則次之。綜合上述的比較判斷，發現紅豆與黃甜椒比例為3：7時具備最佳的綜合表現，後續期望一般民眾可以在家自製天然環保的乳液，並且兼具抗氧化、抗UV和保濕能力。

本研究探討利用苦楝天然乾果製成的水萃液和酒萃液，作為無毒的家庭驅蟲劑。透過系統性的實驗設計和對照組比較，結果顯示苦楝乾果水萃液和酒萃液皆具有良好的驅蟲效果，其中酒萃液效能最為顯著。進一步分析不同製作參數的影響，研究發現細顆粒且未去皮的苦楝粉，製成濃度至少15%的萃取液，驅蟲效能最佳。實地應用結果也印證，苦楝水萃液和酒萃液能有效驅離並殺死孤挺花和木芙蓉植株上的介殼蟲、蚜蟲等害蟲，其中酒萃液保存較佳且立竿見影。除了驅蟲，我們也將苦楝糟粕應用於多肉盆栽，發現具有天然肥料及阻絕蝸牛的功效。本研究成果不僅對環保防蟲具有實用價值，更為未來開發苦楝等天然植物資源於家園管理提供新思路。

台灣素有”香蕉王國”的美譽，香蕉的產量很高，相對地也產生大量沒有使用價值的果皮。我們從文獻中得知被認為没有價值的香蕉皮，其實富含有許多化學物質，其中單寧酸除了具有抑制細菌生長的功能外，也能作為抗氧化劑，甚至有幫助人體細胞對抗新冠病毒的功效。 本研究以香蕉皮來萃取出單寧酸再烘乾製作成抑菌膜，結果顯示未成熟香蕉皮中含有的單寧酸高達5.59 mM，並在大腸桿菌抑菌試驗中呈現出抑菌圈，製作成膠膜後顯現出較高的抗拉伸試驗為成熟的香蕉皮膠膜，抗拉伸力為136.31g。本研究成果可以為改善廢物處理方式、減少碳足跡、提高社會衛生水準等方面，實踐環保及社會責任作出積極的努力。這種創新的環保技術有助於人們更加關注永續發展，為地球帶來更美好的未來。

塑膠垃圾汙染日益嚴重，為了替環境盡一份心力，我們決定研究芒草膜。使用洋菜 凍脫水製成芒草膜，在混入芒草草席，再進行拉力、吸水和燃燒能力物理測試及土壤掩埋分解測試。發現自製芒草膜可以達到一定方便性；經土壤掩埋一個月後即可完全分解。 我們依據自製芒草膜各種特性考量，選出最佳比例：煮30分鐘芒草+洋菜溶液芒草膜用手繩編法三條將其製成塑膠袋，證實自製芒草膜可以達到一定程度的功能和便利性，燃燒後可大幅減少灰燼剩餘質量；經土壤掩埋後亦可在自然環境下完全分解，達環保目的。

民國104年，老師曾做過老酒的科展研究，但釀製過程中老酒發黴，導致實驗失敗，所以我們決定用五年級習得的自然研究方法，再次挑戰製作馬祖老酒。 我們先去馬祖酒廠和林義和工坊進行訪談，發現釀製老酒最佳配方為圓糯米、水、紅麴和白麴，比例為10：10：1：0.06。釀酒方法為:浸米、蒸煮、攤飯、落潭、拌合、澄清、壓榨和煎酒八個步驟。我們進行兩組實驗，第一組研究米種系列的不同，第二組研究製酒液體的不同，並分別探討其「酒精度」、「酸度」、「糖份」和「風味」之差異。 為期32天的觀察後，發現製作老酒之米種還是以糯米系列最適合。製作老酒時還是以過濾後的生水為佳，但製酒液體可加入少量老酒避免發黴及提升風味。