第59屆--民國108年

在實驗過程中意外發現特定比例的乙醇水溶液會出現流速的極值，及溶液混濁的現象，因此引發我們進行有關"微胞"的研究，像是廷得耳效應、布朗運動、鹽類對膠體粒子的影響、微胞的形狀，進而探討不同碳鏈醇類長度、不同濃度、不同波長的光以及不同醇類的影響。此外，我們利用分光光度計量與電導度計測不同種類溶液的吸光度與導電度。

本研究對象為台南六甲水流東聚落和竹林、左鎮牛稠內和岡林車人溝等四處的扇貝化石密集層。透過野外調查、地層觀察與空拍露頭，分析扇貝化石層岩性系統與地質環境。 透過實測資料，我們分析扇貝外殼的長寬關係與停留堆積方向分布，並經由水槽模型實驗，分析扇貝停留堆積方向和水流方向的關係。我們也經由綠豆生長實驗，分析扇貝化石層下方土壤的肥沃度，以探討化石生物的糞化石性質；並近一步切割扇貝化石，透過高倍數位顯微鏡，分析扇貝外殼型態與龍骨構造的特性。 我們認為這些扇貝化石，可能都是因為冰河時期，環境變異等災難而大量死亡。我們也推翻前人研究中認為水流東是潟湖的推測，這裡應該是一個靠近岸邊、適合形成堆積層的低窪淺海區。

塵蟎為許多人的過敏原，為了瞭解塵蟎，我們進行一系列的實驗。我們發現：（1）塵蟎以歐洲室塵蟎數量最多，美洲室塵蟎次之。（2）塵蟎步行速度快，在不同環境中會快速找到適合匿蹤地點。（3）塵蟎在覓食過程也會注意藏匿身體，善用食物將自己匿蹤。（4）美洲室塵蟎較喜歡濕度低和溫度較高的環境匿蹤，歐洲室塵蟎較喜歡濕度高和溫度較低的環境匿蹤。（5）有部分色光照射下，會造成塵蟎的運動速度趨緩；更在紫外光照射下，兩種塵蟎皆無法動彈的反應現象。（6）在自製攀附力測量器中，塵蟎所承受的傾斜角度約在110度到180度之間，攀附能力佳不易掉落。

能源轉換及儲存裝置是目前科學發展的趨勢，本研究嘗試以植物軀幹為原料或是樹脂為原料發展孔洞碳材，並應用於電雙層電容器充放電，本研究除了探討不同植物碳的電性差異並改良，也致力於尋找樹脂碳的最佳合成參數。 透過大量數據確立自製電路參數，用於鑑別碳材電性差異，確認甘蔗渣、椰子纖維碳都具有發展潛力。此外，酸前處理及鹼前處理則分別對合成所得甘蔗碳、椰子纖維碳充電有明顯提升電性的效能；在以酚甲醛樹脂為前驅物合成人造孔洞碳方面，確認沉澱pH值為pH6~7、重量比ZnO/PF=5~7、碳化溫度800℃所得碳材有較佳的電性效果。以0.1 g碳材封裝成電容經自製電路檢驗400秒內電性，得平均放電電量：鹼-椰碳超容為2660 mC，孔碳超容為3083 mC，商用電容則為3233 mC。

分析Vitamin B2水溶液照射UV後的光譜穿透率，在可見光400~530nm左右的範圍，穿透率有穩定上升趨勢，因此利用此特性，以此波長的可見光源(LED燈泡)來穿透Vitamin B2溶液，並利用Arduino光敏電阻類比數位轉換法的ADC值變化，檢驗Vitamin B2溶液曝曬之紫外線強度，並建立檢驗標準曲線。同時利用Vitamin B2照射UV後在波長350nm以下UVA、290~320nmUVB及260nm以下UVC的波段穿透率反而下降、遮光效果增強的特性，探討其在防曬應用上的可行性，將Vitamin B2溶液加入甲基纖維素、TiO2、疏水性高分子(PTFE鐵氟龍)等無毒材料，成功自製一瓶效果絕佳的防曬乳液。

本研究旨在製作可撓式鋁電池因應可撓式電子產品的發展。我們G1(第一代)電解液配方為pH=3氯化鋁-醋酸與醋酸鈉緩衝溶液，在G2(第二代)加上澱粉製成乾式電池，在電解液中加入石墨，但研究顯示電解液中的石墨粉不具夾層效果，鋁電池充電電壓2~5V，以最高5V進行充放電實驗。取碳粉與各種膠體製作可撓式導電布取代正極固體石墨棒，最佳正極改質配方為75%炭煙導電(紗)布，溶劑為透明漆。在負極鋁片上塗卵磷脂，藉由疏水性降低電極短路，可提高電壓並延長放電時間。電池在G3~G4代模組中發現單層宣紙隔離層效果最好，正極添加二氧化錳去極劑隔絕層可使電流提高2.3~4倍左右，目前G4模組可穩定放電8天以上，平均功率有2.5mw，估計電量有192mAh。

本研究源自於去年暑假時，自製「左右逢源」科學玩具，探討影響因素，結果發現： 一、動力系統組：重物越高，轉軸轉動圈數、纏繞時間、擺錘纏繞圈數越多。表示重力位能越大，傳遞的動能越大，擺錘纏繞圈數較多。 二、轉軸旋轉組：以大齒輪傳小齒輪，轉軸轉動圈數最多；小齒輪傳大齒輪，轉軸轉動圈數最少。轉軸高度越低，纏繞圈數最多；轉軸高度越高，纏繞圈數最少。 三、齒輪傳動系統： (一)扭力大小：以齒輪傳遞至較大齒輪時，產生的扭力較大，齒輪傳遞至較小的齒輪時，產生的扭力較小。 (二)扭力與擺線仰起角度關係：扭力越大，擺線仰起角度越大；扭力越小，擺線仰起角度越小。 (三)扭力、擺線仰起角度與纏繞圈數關係：大齒輪、中齒輪傳遞系統，都是擺線仰起角度越大，擺線纏繞圈數越多；擺線仰起角度越小，擺線纏繞圈數越少。 四、擺錘纏繞組：擺線越長，纏繞越多圈；擺線越短，纏繞越少圈。擺錘重量太輕，旋轉時容易甩太高，造成打結；擺錘太重，旋轉時不容易轉動，造成圈數減少。

為了解黑白間隔圓旋轉時為何出現彩色圖案？我們在不同種類的光源、不同的光源閃爍頻率、不同圓盤轉速及使用高速攝影來觀察間隔圓旋轉後的影像，尋找黑白間隔圓與出現彩色圖案之間的關連性。我們發現黑白間隔圓旋轉時出現彩色現象時，光源必須閃爍、光源必為線光譜，光源含有螢光物質，並且發現燈管內的螢光物質吸收紫外光後所釋出的白光，可使黑白間隔圓旋轉時出現彩色圖案，而LED燈泡是藉由藍光激發黃色螢光物質後發出的白光，則無法出現彩色現象。實驗進一步發現，若燈管螢光物質的某一光源在發光後至熄滅之間產生發光時間延長的遲滯現象，將會是黑白間隔圓旋轉後所出現的顏色。

獨居蜂是一種沒有社會性行為的蜜蜂，多樣性高但豐富度逐年遞減。市面上已出現了許多提供獨居蜂居住的人工巢室，然而實際效果未知，於是我們利用隨手可得的竹子與木板探討自製獨居蜂旅館的可能。野外觀察結果顯示，獨居蜂偏好入住於竹管、內徑0.7~1.0cm、深度18~26cm、離地高度80~140cm、背陽、靠巢室邊緣等，我們也發現獨居蜂築假巢的行為，真假巢的比例約為1:1。接著將各項觀察結果做成實際的最佳化獨居蜂人工巢室，與市售的獨居蜂旅館放置在實驗樣點一個月。在野外樣點中，自製的獨居蜂人工巢室六角形與星形築巢率分別為33%和47%。此研究結果證實了獨居蜂人工巢室的最佳化條件有助提高使用比例，將對獨居蜂保育與研究提供基礎且重要的參考資料。

這次專題以自動化工廠中的機械手臂為題材，並主要結合影像辨識及物聯網雲端存取資料庫系統，來製作我們的專題。影像辨識主要的工作是辨別物品是否有瑕疵，再將辨識後的結果傳至機械手臂及雲端資料庫，而機械手臂會根據影像判斷後的結果進行夾取及分類，來模擬工廠內的情形。