生活與應用科學科(二)科

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。

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。

羽毛廢棄物是畜產類廢棄物中排名第二大宗，為了提高廢棄羽毛的實用價值與效益，我們利用酵母菌進行雞毛分解，發現啤酒酵母分解效果優於麵包酵母，且在有葡萄糖、空氣及光線的環境，分解效果較佳。啤酒酵母分解後的雞毛液肥，灌溉高經濟價值的彩椒及福山萵苣，彩椒果實總質量比市售肥組高出84.6%，果實中含有葡萄糖濃度為23.8%，比市售肥組多出49.7%。碘量法的抗氧化能力試驗中，發現雞毛液肥灌溉的彩椒抗氧化能力比市售肥組多出91.3 %。另外，雞毛液肥灌溉的福山萵苣的葉片總質量比市售肥組多出116.2%。可以發現，啤酒酵母分解的雞毛液肥，確實可取代市售肥料當作彩椒及福山萵苣的養分。希望藉此研究能將廢棄雞毛再利用，減少環境負擔，讓農業永續發展。

茭白筍又稱美人腿，農友選種、育苗和田間管理，種出白皙、嫩長、有甜味的產品，但有時會長出內部有黑點、口感不佳的花心筍；內部有黑點的，不容易從外表判斷出來，需要切開筍體做檢查，這種破壞性檢查造成損耗，會降低農作收穫量。本實驗以手機色相分析應用軟體(Color Analyzer)，檢測剝殼茭白筍外皮，發現當綠殼茭白筍R值<160、G值<165、B值<110，或是紅殼茭白筍R<180、G<180、B<140時，內部有黑點，且有7成正確率；當帶殼茭白筍的R值≧210、G值≧200、B值≧130時，是最佳採收時機。此實驗證明了：使用色相分析軟體為可行的檢驗方式，是簡便、環保、不具破壞性又低成本的，可以幫助農友及時採收並檢查內部是否有黑點，以提高農產品的經濟價值。

本研究探討咖啡葉的萃取液對α-澱粉酶活性之影響，分別檢測α-澱粉酶於兩種溫度、4種不同來源、28種自製咖啡葉萃取液，及一系列濃度之純綠原酸、純咖啡因、純芒果苷、純槲皮素和純EGCG環境中所產生之葡萄糖含量，用以評估α-澱粉酶之活性。實驗結果顯示，4種不同來源之咖啡葉萃取液，均對α-澱粉酶活性有抑制效果，其中以C牌抑制效果較佳。另外，咖啡葉會因不同生長位置、成熟度影響其對α--澱粉酶的抑制效果，其中以經揉捻、布球揉、解塊之咖啡嫩葉所製之萃取液對α-澱粉酶抑制效果最為顯著。再者，純綠原酸、純芒果苷、純槲皮素和純EGCG皆會抑制α-澱粉酶活性，且其濃度與抑制效果呈正相關，且彼此間均有協同作用。

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。

本研究的目的主要是探討油、脂、蠟以不同的種類及不同的比例加上植物粉所製成的色膏，其硬度與油膩度與市售膏體的差異性。研究後，我們選擇橄欖油與亞麻仁油製成調合油作為製作手指膏的基底油，再以基底油與乳油木果脂比例為1:2加入0.3g的蜜蠟作為製作手指膏的基底膏，最後我們在基底膏內分別加入蔬果植物粉及口紅色粉製作成彩色手指膏。彩色手指膏塗色後發現，兩者顏色鮮艷程度不一樣，各有特色；蔬果植物粉製作的手指膏塗色後會有出油嚴重的情形，而添加糖會改善手指膏出油的現象。最後我們製作出安全無毒適合幼童使用的彩色顏料，既可以讓幼童們開心也可以爸媽放心的彩色手指膏。

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。