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第59屆--民國108年

蛋蛋的幸福-探討以蛋殼製造光觸媒在可見光照射下將CO2還原為CH3OH之效率

本次實驗的目的是以蛋殼作為原料,比較水熱法與直接鍛燒法兩種製造光觸媒(CaTiO3)的方法,探討其在可見光照射下,將CO2還原成甲醇的效率。之後我們找出最佳反應觸媒後,以日光取代實驗室的光源,觀察其將二氧化碳轉換成甲醇反應效率。經由CO2轉換成的甲醇可作為燃料使用,藉此捕捉碳、減緩全球暖化所造成的問題。目前以實驗室的光源照射,我們觸媒將二氧化碳還原成甲醇之效果最大可達650ppm。在日光下的的轉換效率則約可以達到77ppm。我們希望往後透過不同的配方與比例製造觸媒,提高觸媒反應效率,使觸媒除了在實驗室,更實際應用在日常生活中。

水與砂的華爾茲-地震時建築物在不同含水量的土壤中沉陷量之研究

地震常伴隨發生土壤液化。我們發現除了飽和土壤的液化會使土壤失去支撐力而造成建築物沉陷之外,土壤的強度也會隨含水量不同而變化,此現象是受到水的表面張力在土壤顆粒之間產生的基質吸力所影響。我們為了瞭解土壤中含水量影響的情形,設計相關實驗,以建築物的沉陷量檢測土壤的強度變化。實驗推知:當土壤部分飽和時,因水的基質吸力而使土壤強度增強;土壤粒徑越小時,基質吸力愈大,使土壤強度增強;在地震加速度介於150~600gal間時,加速度與建物沉陷量呈線性關係。而在天然土壤中,因含有扁平、粗糙的板岩碎屑、以及細粒的黏土,均導致土壤強度較純石英砂強。希望本實驗資料配合地質調查,可以更有效的掌握填海造陸、填方、河川地區的土壤強度。

銅流河汙-幾丁聚醣縮二脲試驗與吸附水中銅離子

幾丁聚醣為富含利用價值的生化材料,目前多被應用在醫學方面;它具有配位官能基,能與金屬離子進行吸附,進而改善環境中受汙染的水源。本實驗利用蝦殼自製成幾丁聚醣,按汙染比例最高的Cu2+作為本次實驗的主要代表,並以檢測幾丁聚醣加入不同的量,對Cu2+吸附之影響作探討。 本研究主要採用以下兩種方法做為吸附實驗: 1.直接沉澱法。 2.薄膜吸附法。 並且改變下述兩種變因,來觀察幾丁聚醣與硫酸銅之間的吸附效率: 1.改變加入的幾丁聚醣含量。 2.改變硫酸銅的濃度。 最後運用朗伯-比爾定律求出吸光度,推算出能吸附環境中含銅汙水的最佳比例。

原來如「磁」-自製高斯計及磁力應用之研究

高斯計是一種磁場檢測計,用於檢測磁場強度,像電動機及發電機的磁場強度,影響著功率大小及效率的問題,磁場強度的檢測有助於生產品質精良的馬達。然而一支專業的磁場檢測計的價格相當昂貴,我們希望能探索科學知識並自製高斯計,進而運用在更多的方面。 從改善第一代的擺盪式矽鋼片開始,針對第二代的霍爾元件式的檢測實驗,最後第三代的控制ARDUINO結合LCD顯示介面,成功檢測出磁鐵的極性與強度數值,達成快速與穩定的效果。 在生活應用方面,以線徑0.4mm的漆包線自製電磁閥,實驗測得近600公克的磁吸附力,發現磁場強度與磁吸附力的關係,以及磁場強度與馬達功率的關係,成功實現了高斯計的多元應用價值。

恰北北超給力—磁極與磁力對種子萌芽生長的影響

本實驗主要探討強力磁鐵磁極與磁力對綠豆萌芽生長的影響。植物生長要素有:水分、陽光、空氣和土壤,但對於磁力因素的影響,相關研究資料並不多;所收集到的報告,大多著眼於磁力大小或磁場強度因子,並未考慮到磁極對植物的影響。本實驗嘗試利用強力磁鐵的不同磁極(N及S)與不同磁力大小,觀察對綠豆萌芽與生長的影響。在綠豆生長過程中,N極對於綠豆株長度約有46.11%的生長促進效果,而S極約有16.07%的生長抑制現象。另以市售標榜「促進血液循環、消除疲勞」之醫療用磁力貼進行檢測與實驗,結果發現磁力貼之皮膚接觸面全為N極且亦有促進綠豆萌芽生長的現象,與本實驗結果「N極促進;S極抑制」推論,相當一致。

蠟蟲觀察~燈光下的零食!

本研究蠟蟲觀察~燈光下的零食!目的在觀察蠟蟲在不同溫度、光線照射下成蟲、結蛹、羽化成蛾的成長過程,過去資料顯示蠟蟲會吃塑膠,我們便把塑膠作為蠟蟲的零食,了解蠟蟲食用塑膠的狀況。研究方式為實驗法,將160隻蠟蟲分為八組,每組20隻,放入八種不同類別的飼養箱當中,觀察蠟蟲的生長。研究結果發現,蠟蟲成蟲不需要一直進食,24小時照光會加快蠟蟲羽化成蛾的速度,也會提高蠟蟲食用塑膠的動機,而塑膠沾上蜂蜜或果汁並未影響蠟蟲食用塑膠的動機。最後探討相關研究過程作為未來研究之參考。

蘚苔植物的妙用─以苔土種植豆科植物之研究探討

蘚苔植物是最早出現在陸地上的植物,具有角質層可防止水分散失,但不具維管束,所以個體矮小。我們選用三種蘚苔作為實驗植物:地錢、土馬騌及泥炭苔,在停止澆水10天後,發現三種蘚苔皆呈現枯黃樣,接續每日澆水,只有泥炭苔可恢復原本翠綠色;地錢部分變綠;土馬騌枯黃的地方持續枯黃。利用蘚苔作為基質來種植豆科植物,我們發現豆苗發育良好且停止澆水後仍有明顯生長(p<0.05)。研究中我們在地錢內萃取出萜類油體,將此萜類進行黑翅蕈蚋(Sciaridae sp.)的趨性測驗,發現黑翅蕈蚋皆呈現負趨化性(遠離萜類)。地錢不但可維持濕潤且含有養分,因其具有萜類油體的味道,使黑翅蕈蚋不喜靠近,所以可作為良好的苔土基質。

運用物聯網捕蚊燈進行病媒蚊區域分佈研究

本研究主要針對預防病媒蚊發生機率和統計區域分佈,藉由蚊蟲對於不同顏色吸引度之差異,設計出一款新型的吸入式捕蚊燈。除了捕蚊外,本研究結合學校課程所學,使用3D列印設計捕蚊燈外型,透過ESP8266 模組使捕蚊燈成為物聯網的節點,除了可以控制多臺捕蚊燈燈光顏色誘捕病媒蚊外,再利用小型風扇阻斷蚊蟲飛出,使捕蚊效率提高,整體捕蚊燈的消耗功率也可連續使用。在電路板加裝光敏電阻感測,亦可自動統計病媒蚊吸入數量,再透過網路回傳資料收集至伺服器。在裝置多臺捕蚊燈後,可以同時統計區域病媒蚊的分佈,以利降低疫情發生機率。

「鈣」世「櫻」雄「紅」翻天-櫻蝦米蘿捲新產品開發

蓬萊米粉取代麵粉、紅蘿蔔廢棄物利用、結合宜蘭產量豐富櫻花蝦,研發出新產品,取名為櫻蝦米蘿捲。蓬來米粉取代麵粉黏度及硬度實驗:全米蛋捲口感酥脆且無麩質,故鏡檢無網狀結構;紅蘿蔔不同乾燥條件製成粉,35℃乾燥24小時之紅蘿蔔粉類胡蘿蔔素含量最高;色差實驗:紅蘿蔔及櫻花蝦脂溶性色素能隨著10%、20%、30%比例增加而上升,於麵糊中釋放,製成蛋捲後色素亦能保留;紅蘿蔔抗氧化實驗:隨著紅蘿蔔粉比例上升,油脂氧化作用能有效減緩。營養成分:每100克蛋捲鈣含量為380mg、類胡蘿蔔素含量為21mg。28天貯存實驗,水分及水活性都無明顯上升,產品可在室溫下存放28天。最後將產品包裝、LOGO設計、商品化、市場調查,發現市場滿意度高,是值得被開發的產品。

環環相扣〜我的數學「週期表」

本研究主要探討四位數經 f(X)函數運算後的結果。研究後得知經 f(X)函數運算後輸出值的標準形態 (x,x-1,k-x-1,k-x),只需要用一個變數即可控制所輸出的四位數之值。從而導出若進位制為 3 的倍數則有固定點,其通式解為 ( k/3 ,k/3-1 ,2k/3-1 ,2k/3 )。後來更進一步將進位制限制在 3×2n ,則只有固定點而沒有自戀環,而進入固定點的兩種路線型態之步數為 n-t+1 和 2n-t+1 。而在自戀環方面,我們將週期解寫成r1Tk/r的型態,並得知其週期解的個數公式 ∏i=1n=(ni+1)-1,和週期解內元素個數公式(k/r-1)/2-∑i=1^( ∏i=1n(ni+1)-2) Tli=φ(k/r)/2,以及週期解內元素為何。另外,藉由歐拉公式推導出不在週期解內且滿足標準形態的四位數,經f(X)函數運算後進入週期解 rTk/r內個數的公式,且依照週期解條件不同,其計算公式分為下列兩種 ∑x=0p-1φ(k/2x)+φ( k/2p)/2+∑y=0p-1φ(k/(m⋅2y))以及 ∑x=0p-1φ(k/(2x r))+φ(k/r)/2。