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(鄉土)教材獎

金門起霧日與聖嬰現象之關係探討

三四五月是金門的霧季,濃霧經常伴隨西南風產生,過去曾有研究者嘗試分析濃霧產生的規律性,但似乎未能有實質結果。過去研究顯示,聖嬰(特別是東太平洋聖嬰)可能會促發秋季時西太平洋-南中國海鄰近區域產生順時針風場的高壓環流,其影響會持續至隔年春季。我們推測這個環流導引的西南風與海溫變化,很可能會影響金門地區濃霧的產生,然而,就我們所知,過去並沒有研究針對金門地區濃霧現象與聖嬰現象、海溫、風向間的相關性進行探討。本研究證實上述變項間是具有顯著性的相關性,亦發現,當東赤道太平洋海水的水溫在秋季時有明顯的上升(聖嬰年)時,半年之後(隔年春季),金門的起霧天數會變得比往常還要多10到20天。

珍珠新「葛」命—「抗性」珍珠生成之道

抗性澱粉是難消化的澱粉,熱量極低且有益健康。本實驗以樹薯與葛鬱金粉做成珍珠,利用冷藏及加椰子油來增加抗性澱粉含量。冷藏會使珍珠變硬,因此也探討影響珍珠彈性的因素,嘗試維持其彈性,其中發現煮水回溫的回復效果較好。我們觀察到冷藏能使兩種珍珠的抗性澱粉含量有效提升,但加油較無成效,同時珍珠冷藏回溫後彈性不變且維持較高含量的抗性澱粉。而葛鬱金珍珠不論經過何種處理,抗性澱粉含量都比樹薯的高,因此葛鬱金可作為更健康的珍珠原料。但經口感盲測後發現葛鬱金珍珠的口感較差,而由葛鬱金與樹薯粉各半製成的混合珍珠口感較受喜愛,未來可依此方式製作,並以適度冷藏回溫提升抗性澱粉含量,使珍珠健康又美味。

探討非牛頓流體對安全帽結構吸收衝擊力的影響

本研究希望透過測試安全帽結構提升其吸收撞擊力能量能力,以期增加日常生活經常使用的安全帽之安全性。而根據過往經驗,我們選擇具彈性的橡膠墊、刮泥板及受力時可變硬且吸收衝擊力的非牛頓流體,以及作為改變安全帽結構的實驗材料,並在文獻研究後自行設計出縮小尺寸的安全帽結構模型(後文稱測試模型),與模擬安全帽遭受撞擊的裝置來進行實驗。從實驗結果與影像軟體分析及動、位能相關公式分析可知,橡膠墊、刮泥板及非牛頓流體對測試模型吸收衝擊力能量有幫助。我們也以此為依據討論將橡膠墊、非牛頓流體加入真實安全帽的可行性,期望以此研究對生活有實質性幫助。

我家交通有順了

交通號誌具有指揮車輛通行路口的權力,藉由適宜的週期、時相、綠燈秒數之時制規劃,可有效增加路口汽車的通行量,解決不必要停等之交通壅塞問題。 緊鄰學校的五叉路口,是重要的交通要道。根據我們的路口影片分析,發現南來北往的車輛在交通尖峰的上班時刻,總是因為停等此路口號誌造成一定程度的塞車,致使部分車輛需要停等到第二個周期時才能通過路口,著實影響路口通行成效。本次研究透過系列性科學化的測量、計算與分析,我們提出路口週期再增加5-15秒時,共有25種新的交通時制設置方式,可使此路口通行量每秒增加0.268至0.737公尺,將能有效紓解停等紅綠燈的壅塞。

新鮮牡蠣產地直送的保鮮新配方

我們居住的社區是臺灣重要的牡蠣養殖產地,牡蠣想要維持新鮮美味,需要良好的保鮮技術。這次實驗的目的是探討有哪些天然無毒的抑菌物質可以延長牡蠣的保存時間。在查詢資料的過程中,我們發現臺灣料理中常用的辛香料或調味品,例如蔥、薑、蒜、米酒或牡蠣殼粉等都是天然無毒的抑菌物質。透過實際實驗,發現煅燒牡蠣粉的抑菌效果最佳,大蒜次之,接著是鹽與米酒。依照取得方便性、成本、口味、食用性等不同考量,我們建議家庭可以使用容易取得的蒜、鹽或米酒作為抑菌保鮮材料;產地的蚵農要宅配到外縣市則可將煅燒牡蠣殼粉溶液取代傳統的自來水保鮮,牡蠣殼粉產地自用可減少碳排量,同時也可解決牡蠣殼回收的環保問題。

香胰子 - 咖啡因製作肥皂的可能性

本實驗使用了有機鹼、無機鹼和生物鹼以及月桂醯谷氨酸來行皂化反應,藉此製作出三種不同的肥皂。這三種肥皂皆以五種比例來製作,分別為酸鹼莫耳數比1:0.9、1:1.2、1:1.6、1:1.85、1:2.1,並進行肥皂性質的測試,分別為pH值、乳化穩定性、起泡性以及表面張力。由於咖啡因皂性質表現不佳,因此由酸鹼莫耳比1:1.85改良了鹼的反應物,製成由三乙醇胺與咖啡因做為鹼的混合皂,再進行肥皂各項性質的測試,並與市售肥皂進行比較。

「你是我最甜蜜的量子糾纏,讓我們還給這世界一彎乾淨的河水吧!」-物聯網智慧濾水裝置

工廠所排放至河川中的工業廢水會對我們身體健康造成危害。本研究是提出一款具備自動替換濾心功能並結合IoT概念的濾水裝置,本設備是從化學、硬體與軟體三個面向進行整合。首先我們以具備高孔洞性的海藻酸鈉晶球,固化可用於吸附重金屬離子的吸附劑-幾丁聚醣[1],製作出一款適配於我們濾水裝置的濾心,能在軟硬體兼備下藉EDTA脫附而達到自動替換濾心的功能。本設備崁入具高度自動化的程式,能在無人操作情況下,實現自動監測及水質分析,此外,以簡單可視化的網頁的方式呈現給使用者瀏覽。本設備的硬體則是與軟體搭配而成的高客製化成品,相較於目前市面上的現成硬體,擁有更小的體積及更低廉的價格,且能針對本研究的需求,作到最佳化的設計。

步步為「螢」—六寮古道螢火蟲多樣性之研究

為能瞭解低海拔山區的螢火蟲資源,我們自2021年4月至2022年4月間調查新竹縣峨嵋鄉地區六寮古道螢火蟲資源,共記錄1科7屬15種,夜行性分別為黑翅螢、端黑螢、小紅黑翅螢、黃胸黑翅螢/保育類物種、黃脈翅螢、紅胸脈翅螢、梭德氏脈翅螢、紋胸黑翅螢(紋螢)、紅胸黑翅螢、山窗螢、橙螢、雙色垂鬚螢。日行性分別有、紅胸窗螢、赤腹窗螢、赤腹櫛角螢;在六寮古道發現的日行性皆為幼蟲。本研究將描述六寮古道螢火蟲物種多樣性、發生期、飼養觀察紀錄及古道地形地貌之考察,並探討其發光行為、食性及環境因子。同時也建立賞螢教育網,建議政府當局研究應研擬生態保育之對策,並進行獅頭山步道生態多樣性教育推廣。

原音重現—自動太魯閣族語語音評分系統

近年來原住民語使用逐漸減少,面臨傳承的危機。本研究製作太魯閣族語音評分系統,希望幫助人們學習太魯閣族語。利用原委會網站的音檔和田野調查收集錄製的族語語音與族語老師的評分為本研究的研究語料,以Kaldi為語音辨識框架來製作語音辨識模型。對模型輸出的音素與正確單詞進行字串相似度計算,將計算數據與模型產出的發音品質分數作為選擇模型的依據,透過機器學習方法選擇最接近族語老師評分的模型。以此模型計算研究語料,再以機器學習製作一個七成正確率的評分分類器,最後實作出評分系統網站。此網站除了可以學習族語之外,也可以幫助未來繼續收集更多語料,提高評分系統的正確率。期望幫助人們學習太魯閣族語,讓原住民族語原音得以重現。

澎湖銀合歡活性碳製備與性質之探討

銀合歡是澎湖島及台灣山地普遍存在的強勢外來植物,本篇利用自製燒碳爐將銀合歡燒製成生物碳及活性碳,與市售符合NSF-42規範的椰殼活性碳比較。自製銀合歡活性碳於甲基藍色素吸附脫色實驗中,在攪拌2~5分鐘即吸附甲基藍色素,此外吸附甲基藍色素後無法再釋出,導電性與乾電池的石墨棒相當,12小時吸附93%以上醋酸分子,其表現能力與市售椰殼活性碳毫不遜色,未活化的銀合歡生物碳也呈現相當的吸附能力,實驗室高溫爐製的銀合歡活性碳性質更是超越市售椰殼活性碳。本篇結果提供外來物種銀合歡砍除的經濟誘因,提高廢棄物經濟效益並符合碳保存的環保趨勢,達到兩全其美的解決方式。