生活與應用科學科(二)科

本實驗主要的目的是透過改變茶染的不同變因，來尋找出可以染出最鮮明顏色的方法，了解利用各式茶類當作染料素材造成的顏色不同，也使用各種媒染劑來找出最適合的染色方式。在研究中發現了泡過豆漿的布染色效果較好，也發現了棉布的染色效果最好、在有關染液濃度的實驗中發現了染液越濃效果越好，但也要注意水量不能太少，否則會被蒸發、媒染劑也會對染色成品的明暗度造成影響。植物染很有趣顏色也很美，可以得到一定程度的舒壓效果，是一種良好的休閒活動。

「氣動式軟型人工肌肉機器手自製復健輔具」以氣體當作動力，且以矽橡膠作為承受載具，結合纖維增強結構設計，當矽橡膠載具空腔充氣後，造成特定應用要求方向的彎曲，模擬帶動手部肌肉重複運動狀態，達到手部的復健效果。 我們開發了柔性氣動制動器的簡單製造方法及便利的測量系統，如柔性氣動制動器加氣壓時產生力曲率半徑，扭曲，延伸軌跡和制動期間的輸出表徴。為了操作模擬柔軟的機器手套，設計人工操作氣壓控制系統，包括氣壓分流閥和閉環調控閥以調節壓力，而設計了柔軟機器手復健手套的系統雛型。 根據熱能鬆筯的生活觀察，結合遠紅外線加熱纖維布及自製多型柔性氣動彎曲制動器，製作了第一款方便可攜式柔軟並加熱的軟性機器手復健手套系統。

本研究利用廢乾電池中碳棒製成石墨烯，並探討去除PM2.5及甲醛最佳條件，最後成功應用於生活中製成多效合一的口罩。研究發現:①電壓愈高石墨烯生成量愈高、粒徑大小與工作電壓呈負相關、1.5M 硫酸為最佳電解液②石墨烯、氧化石墨烯去除粒狀汙染物PM2.5及PM10效應均優於活性碳，可取代傳統吸附劑③擴散吸附實驗中氧化石墨烯對甲醛去除率83.89% ④石墨烯:氧化石墨烯=1.5:1為最佳混合比例⑤呼吸箱模擬測試石墨烯-氧化石墨烯口罩濾片對PM2.5去除率，91.32%；甲醛去除率，92.06%效果良好⑥自製口罩滙集環保、健康、效能於一身。展望未來:為了永續生存，石墨烯口罩濾片及口罩應繼續開發研究，讓它能推廣使用，使台灣以環保著稱，成為名符其實的福爾摩沙，讓民眾更健康。

大型離岸風機造價不斐，風速強的冬季發電效能比夏天理想；風力弱時常到風機沒有在轉動！設計小而美、小而能產電的風槳及導風罩設計是我們研究的方向。 我們研究出三培林軸承、自動追風導向的導風罩設計，長軸連接馬達、馬達基座、穩定風槳的積木座設計，均可使風槳受風呈單一方向旋轉而發電。 也測試出馬達銜接風槳懸空套接的減重、低摩擦力的設計，可助雙S風槳在1~3公里/時的低風速下轉動發電，每次4000筆示波器記錄亦可明顯比較各3D列印風槳在不同風罩種類及高度下的產電最大電壓、平均電壓及轉動周期或頻率，123 design 3D列印的輕質雙S風槳在高或低扭力馬達的產電效能可為離岸風電提供可設計參考方向。

本組以環保題材設計雙輪桌球發球機。第一代純手工發球機至利用3D及雷切機輔助，製作出五代發球機，設計過程我們發現桌球質量很輕，3V玩具馬達即可帶動並調整發射管角度可射出各位置的球，實驗中我們發現，發射輪間距以35-37mm最佳、輪上套橡皮筋以10mm寬堆疊2-3條最佳，此外左右輪要獨立馬達配合可變電阻可發出旋轉球。利用電流大小(切換電池或變壓器)可模擬不同速球及殺球的速度，而送球轉盤設計成一個洞，配合100Ω可變電阻可控制1:90TT馬達，達合適的送球速度，送球轉盤與底座距離以球半徑最佳，不會卡球。最後此機元件當成治具可利用紙板及環保材質替代，作出發球機節省很多時間且準確，適合桌球愛好者使用。

本研究使用三種市售酵母及自製水果酵母比較對麵團發酵及麵包彈性的影響差異。使用自製發酵箱發酵麵團，每隔5分鐘測量發酵高度，持續測量80分鐘;烘烤完成之麵包，取內部麵包，切割成3cm×3cm×3cm之麵包塊，用自製彈性檢測器壓30秒後測量回彈高度。實驗結果顯示：一、【麵團發酵高度】新鮮酵母>即溶快發乾酵母>乾酵母>蘋果酵母液>番茄酵母液。二、【麵包彈性】新鮮酵母>乾酵母>即溶快發乾酵母>番茄酵母液=蘋果酵母液。證實新鮮酵母的發酵活力最佳，適合製作軟式麵包；即溶快發乾酵母發酵活力僅次於新鮮酵母，又可久放，適合偶爾做麵包的人；水果酵母適合製作硬式麵包且具有獨特風味也不失為天然酵母的選擇之一。

蜂蜜真偽及其品質優劣在市面上引發不少問題，本研究以12件國內外市售蜂蜜為材料，進行蜂蜜飲用口感品評、7項物化分析實驗且與CNS品質規範進行比較，再將其結果利用可見光與紫外線光譜儀測定進行相關性探討，找出3個光譜範圍和3個特定波長可鑑別蜜種、產地和品質。最後將各樣本光譜吸收度作迴歸分析，發現同蜜種的R2值可達0.85以上，表示本研究光譜檢測法對於蜜種判別有不錯的準確率。此外，光譜資料與花粉計數實驗比對，可用光譜儀在272 nm黃酮類化合物吸收峰來對應花粉含量，用於判斷蜂蜜相關營養成分含量多寡。本研究綜觀蜂蜜口感評鑑、物化實驗結果與光譜分析得知：可將光譜分析用於鑑定蜂蜜蜜種、產地，並結合傳統檢驗以確認蜂蜜品質優劣。

水質中有害的有機物污染一直都受到關注，為了處理污水中有機物污染問題，通常會使用吸附劑、降解劑或相關試劑來進行處理，為了降低處理流程費用，降解後試劑再回收是十分重要的議題。 本研究以活性碳為核心與鐵磁流體複合後，以還原劑來還原奈米銀粒，並照光塗複於碳-鐵複合體表面。接下來進行表面改質後，以水熱法將二氧化鈦塗附於碳-鐵-銀複合體表面，得到最後複合產物。實驗中進一步探討以自製複合物試劑在可見光催化下降解亞甲基藍以及自製複合物試劑回收的效果。結果顯示：試劑平均回收率可達 96.2％ 以上，對亞甲基藍溶液的降解率，在1.5小時內可達 86.6％。

自製的｢膜｣鳥笛有別於市面上常見四種已知傳統鳥笛的發聲結構與原理，研究中發現膜鳥笛的組成要件〜1.振動膜材質、2.內、外圓比、3.五大嘴型(共振腔)、與實際鳥叫音頻探討生物擬真度(BTI)；重要結果如下： 一、材質上： 1. 振動膜最佳材質為人工腸衣。 2. 口含片半徑需在1.4~1.6cm 之間，依嘴巴大小調整。 3. 內、外圓半徑比例(r : R)以1：3與2：5最佳，外圓R=1.5cm最適合一般上顎空間。 4. 振動膜(r)以0.5~0.6cm為最佳，半徑越大，音頻愈低。 二、吹奏嘴型上： 1. 上顎與舌頭空間的空氣量影響聲音高低及音頻變化。 2. 改變嘴型與雙唇間空隙，會產生響度和音調改變。 三、應用上： 1. 圖四、五、六印證可吹出擬真度(BTI)高鳥類叫聲。 2. 具水鳥笛聲音多變與伸縮鳥笛改變音高的雙特性。

行道樹開花後的大量落果，造成騎士生命的威脅。因此，我們希望能使用迅速又有效的方式來清除落果，減少因落果而導致不幸的事件發生。 我們先了解落果對車子行進的影響，於是討論想要製作一個能結合腳踏車、清除落果的掃除機。本實驗探討掃除器對清掃數量的作用、動力對推進器的影響、網子對清掃數量的影響，最後製作『霹靂mouse』，並且改進它的缺點。改良後的『霹靂mouse』，清除落果的成功率提高，對騎士安全有很大的幫助。 我們改良「霹靂mouse」在教室裡移動，清除地上垃圾，加強環境的整潔，並且運用「霹靂mouse」來清除粉筆塵灰，防止空氣高含塵量進而影響我們的健康，除塵效果都能大大提升。