第59屆--民國108年

本實驗主要目的是在探討以自製的橘皮酵素和四種常見的天然清潔劑及混合液針對不同性質的汙漬的去汙力。 此實驗以相同容量的清潔劑塗抹在四種不同髒污的棉布布料，靜置1小時後，再用不同濃度的清潔液洗淨，主要探討的是： 「酵素、洗米水、醋、蘇打水、酒精針對一般小朋友常見髒污的清潔效果以及酵素混合不同比例之其他四種天然清潔劑的清潔效果。」 結果顯示: 一、純清潔液中，酵素對四種汙漬效果最好。 二、去污力最佳組合 1. 墨汁：酵素與蘇打水混合1:1 2. 廣告顏料：洗米水 3. 醬油：蘇打水 4. 水彩：酵素加蘇打水1:1 三、整體來看酵素加上蘇打水混和清潔液，效果最佳。 四、本實驗中，酒精或酒精混合清潔液的去污力最差。

石花菜是臺灣東北角重要的漁村文化產業，其細胞壁遇熱90℃以上會釋出親水性黏性多聚醣-瓊脂，它的構造是由長鏈狀瓊脂醣和瓊脂膠所組成，當溫度低於45℃時，長鏈狀結構會因氫鍵結合成雙股螺旋狀，最後再變成網狀凝膠體，也就是我們俗稱的石花凍；而東北角常見石花菜-瓊脂含量多寡分別為：鳳尾>小本>大本，當瓊脂濃度越高，凝膠速度越快，硬度越高，但若釋出過程中遇到酸鹼，會因長鏈狀瓊脂醣水解而降低凝膠效果，且濃度超過30%就不易凝膠，但若石花菜在凝膠過程中遇到鈣離子或是帶二價正電的離子時，凝膠效果會更佳，其主要原因為帶二價正電荷的離子可以形成鍵橋連結水解狀態長鏈瓊脂醣的CH2O-，使長鏈狀可以較快速形成穩定的網狀結構。

我們延續自然課製作鹽的結晶實驗，嘗試進行明礬的結晶實驗，在購買材料時，意外的認識了「銨明礬」，才知道明礬其實很多種！我們很好奇究竟這種「食品級」的化學原料，能不能也變成吸睛的美麗結晶？經過一連串的實驗後，我們發現：1.銨明礬的溶解度會隨溫度升高而明顯的增加，很適合用來進行冷卻結晶的實驗。2.冷卻速度或震動都會使銨明礬水溶液變得不穩定而容易析出晶核，使得結晶顆粒多而細小。3.附著物的材質會影響結晶析出附著的效果；附著物在水溶液中的空間結構，如形狀、粗細都會影響晶核沉降時附著的量，繼而影響總結晶量。4.洛神花、咖啡、鐵鏽等天然素材、食用色素、水彩等都可以讓銨明礬染色；其中以食用色素效果最均勻，成色效果佳。

氣候變遷會影響海洋中海水的性質及流動。因此，本研究模擬海洋中的洋流溫度與鹽度不同時，所造成的海洋洋流流動的現象。實驗方法為配製鹽度或溫度不同的水，模擬不同密度之海水，使用實驗裝置觀察。根據實驗結果發現，當溫度差或鹽度差增加時，使密度差加大，則洋流流速加快。密度大的海水會下沉至密度小的海水下方。不同密度的水呈現出海洋中海水分層的現象，當靜止一段時間後，一團密度相近的海水形成，則會成為所謂的水團。另外，我們推論當全球暖化冰山溶解，大量的淡水注入海洋中，只要鹽度差縮小到0.4‰以下，就有可能使北大西洋洋流的沉降或流動減緩，甚至停止。

本研究從「雙心多邊形其旁心n邊形和內切圓切點n邊形面積成等比且相似」為靈感，將雙心條件放寬為圓外切四邊形，觀察面積等比關係是否繼續存在或作了何種改變，後來延伸到圓外切多邊形時發現奇數多邊形因為能證明旁心n邊形和內切圓切點n邊形相似，我們證明了其必為雙心多邊形，偶數多邊形因不相似，我們利用每一層圓心角的性質變化，觀察到偶數多邊形面積變化規則。

本研究成功利用Arduino開放硬體、Scratch2設計程式、紅外線、機械手臂及動、靜滑輪省力裝置等器材，設計可以檢測最大靜摩擦係數及動摩擦係數的儀器，並經過反覆測試，驗證儀器的可用性。藉由此儀器檢測數據，本研究發現不同材質物體的接觸面間塗潤滑油皆會影響摩擦係數的大小，摩擦係數則不受正向力及接觸面積的影響，而增加滑動物體的質量可以增加測量上的穩定度。本研究亦利用3D列印不同紋路底面的滑動物體，結果發現紋路不同會影響最大靜摩擦力，但對動摩擦力影響不大；故以直條當作鞋底紋路，起跑時得到的反作用力較大，適合當作跑步鞋的鞋底。本研究所設計的儀器，組裝方便、操作簡單且穩定性高，適合推廣及應用在國中相關課程及其他相關產品之測試。

在本次研究中，先觀察蠟蟲分別在24與72小時內食用PE、HDPE、LDPE以及鋁箔的面積，分析蠟蟲對四種目標材料的偏好程度，再取出蠟蟲消化道於低溫環境搗勻，並均勻抹在四種材料表面，觀察是否有被分解的跡象，發現目標材料的重量確實減少，最後透過共生菌培養尋找並研究是否有可能與其相關的共生菌存在。 經由一系列實驗，證實蠟蟲消化道內存在能有效分解聚乙烯、高低密度聚乙烯和鋁箔的酵素，且在共生菌液態培養下發現共生菌有增殖現象，最後，透過固液態混和培養出與蠟蟲分解聚乙烯現象最具相關性的菌種，在未來有足夠的資源下分離出其基因序列，再透過轉錄轉譯技術，製成大量酵素，便可以對現今處理難分解垃圾難題帶來新的解決契機。

米象(Sitophilus oryzae)，擬榖盜( Tribolium castaneum)，鋸胸粉扁蟲(Oryzaephilus surinamensis)都是常見的穀物害蟲。在飼養米蟲過程中，我們發現當擬榖盜出現時，米象和鋸胸粉扁蟲的數量急遽下降，近乎滅絕。我們很好奇擬榖盜是透過什麼方式去抑制其他的榖類害蟲。經過實驗證明，擬榖盜的競爭性強於米象及鋸胸粉扁蟲。我們也發現擬榖盜會聚集且散發出刺鼻的臭味，我們的實驗證實了這個味道會抑制米象及鋸胸粉扁蟲生長。透過閱讀文獻及顯微鏡的觀察，我們也找出擬穀盜散發氣味的臭腺。 本研究發現昆蟲竟然能透過氣味來抑制其他種昆蟲的生長，未來希望可以針對氣味對他種害蟲的影響，進行深入探討並藉此研究出更天然且無毒的捕蟲或抑制害蟲的方式。

水結冰的過程為什麼體積會膨脹？雖然課本都有寫，但卻沒有說明真正的原因。我想知道的是水結冰時若是遇到其他物質的抵抗，是否能用明顯的巨觀結果來證實我的推論與預測？冰芯的形成又與奈米冰晶的多寡有何關係？ 透過比較不同水質的結冰結果，進而探討各種溶質的冰芯差異，期間發現容器的形狀與材質對形成冰芯的影響，特別是有無包覆可以用來控制冰芯的形狀。證實形成「奈米冰晶結構」時擴大版圖的「純化作用」的確存在。 透過探究水結冰時和其他物質的交互作用以及冷卻環境差異所造成奈米冰晶結構強弱，經拉曼光譜儀的掃描分析，形成「純化作用梯度力」的物理解釋模型，希望未來能進一步製作能結出創意冰芯形狀的製冰容器。