第59屆--民國108年

牛奶中有許多乳酸菌，在常溫下放置的時間過久時，乳酸菌就會開始繁殖，產生乳酸使牛奶液變成酸性，讓牛奶中的酪蛋白分子重新連結在一起，我們利用這種反應再加入小蘇打粉，讓牛奶中的酪蛋白產生黏性，自製成有黏性的膠水，牛奶膠水具有黏著性，適合當作外牆塗漆的原料，歷史著名的建築物布達拉宮白色的外觀，塗漆主要原料就是牛奶，所以我們以牛奶的酪蛋白為基底，加入了熟石灰、石膏、滑石粉…等不同配方，其中還發揮環保回收的創意，使用了教室剩下來的短粉筆（碳酸鈣）當原料，製作了牛奶塗漆，並觀察不同的塗漆的性質變化，同時也藉由請教古蹟修復專家，進一步來改良實驗中我們自製的塗漆，調製成各種顏色的塗漆，並應用於生活中。

本研究自行開發的水耕蔬菜養殖機，自動監控植物生長環境，透過自動加換水與營養液等方式做出相對回應，讓使用者只需負責採收與觀察。為達成此目的，我們使用Arduino UNO板作為控制面板，在室溫下以影響水質主要的三個變因做為監測對象：導電度計(EC)、酸鹼值計(pH)、溶氧量計(DO)，並自製水位計，自動控制植物最佳生長環境。本研究水耕蔬菜較市售蔬菜小，但硝酸鹽含量低，較無病蟲災害，機器自動種植能使蔬菜生長更為迅速且無須施用農藥。此外，我們調整機台空間配置，並美化機器整體外觀，使機器可架設在一般室內空間。最後，我們估算自製水耕蔬菜機的成本，期望在實際應用上能擴大規模，使單次種植棵數增加，降低成本、節省人力資源。

本研究測得愛玉子：水=1：100是製作愛玉凍的最適比例，我們成功拍攝愛玉子加水膨潤後之顯微影像，在愛玉子表面形成一層相當明顯的黏膜，這層黏膜是愛玉凍凝膠之關鍵。藉由電動打蛋器搭配不銹鋼網之測試、調理機搭配木製刀片、調整調理機較低轉速之測試，證明適度的攪打可使愛玉子黏膜釋出，而愛玉子完整未破裂，這是愛玉凍成功凝膠之關鍵。可調轉速之調理機價格昂貴，因而本實驗自行設計組裝精簡便宜的轉速控制器，搭配普通果汁機減速攪打愛玉子，當轉速處於3000~4000rpm範圍時，愛玉凍之凝膠高度、硬度、顯微影像、消費者喜好程度，皆與手工搓洗愛玉凍相似，足以媲美手工搓洗愛玉凍之品質。

蝶豆花檢體採冷凍乾燥後研磨粉末及天然日曬乾燥花。粉末檢體經純水萃取，研究抗氧化活性：分別測定還原能力、清除DPPH自由基能力、螯合亞鐵離子能力；粉末檢體經50%乙醇萃取，研究萃取液內的組成抗氧化物質含量：分別測定總酚、總類黃酮、花青素含量。天然日曬乾燥花用來檢測沖泡時間、沖泡溫度、加糖與否對抗氧化活性的影響，以清除DPPH自由基能力為檢測標準，探討最適合的沖泡條件。另以類黃酮的定量，作為簡易自製儀器可行性的評估。實驗顯示：萃取液富含良好的抗氧化物質。最適宜的沖泡條件：溫度 80°C，時間30分鐘。加糖後清除DPPH自由基能力下降。自製簡易比色儀器在抗氧化物質定量應用是可行的。蝶豆花萃取液具抗氧化效果，製成手工皂及乳液。

睡蓮蚜是一種生活在水域環境的蚜蟲，而本研究證實：此種蚜蟲對水源和水中浮萍具有偏好性，並在水中具有勝過陸生黑豆蚜和玉米蚜的求生能力和登陸能力。睡蓮蚜的這些能力源自其異於其他蚜蟲的構造：較輕的質量和較長的腳使其能夠憑藉表面張力於水上站立和移動，並且在登岸時可以產生物理中的Cheerios Effect快速吸附陸地，水中生活的機動性因而極高。另外，睡蓮蚜的腳有彎曲的特徵，加強Cheerios Effect 的效應，加強登岸能力。睡蓮蚜的腹面氣孔亦有朝兩側生長的現象，以適應水上腹面經常碰觸水面的生活。

從網路上收集簡易自製護唇膏的方法，最後選定以蜂蠟、乳油木果脂、初榨橄欖油、甜杏仁油為基底配方，再以火龍果、甜菜根、芳香萬壽菊葉、蝶豆花、芳香萬壽菊花、蜜柑橘皮、迷迭香等植物萃取天然色素加入護唇膏中，並嘗試調整基本配方油脂之間的比例、色素倒入的比例、熬煮的溫度與色素萃取的方法，過程中發現芳香萬壽菊、橘皮、迷迭香的植萃較能和護脣膏液均勻混合。 於是進一步以滑潤度、堅硬度、持久度、耐熱度、保濕度等物理性實驗，從四種自製護唇膏中找出最優質的一款，並邀請親師生試用四種護唇膏，並填寫調查表；這兩者均得出芳香萬壽菊護唇膏為最佳。將市售七種護唇和自製芳香萬壽菊護唇膏一起評比，發現團隊自製護唇膏品質不輸市售產品，而且自製護唇膏材料天然容易取得，能簡易自製，不加防腐可使用3-6個月，符合國人需求和消基會標準。 自製護唇膏備受好評，六年級決定一起做芳香萬壽菊護唇膏和柳丁皮護唇膏，當作送給全校師長的謝師禮。

本文一開始以直線數奇偶性來探討「在平面上給定n條直線，任三條線不共點，任兩條線不平行，讓沿著任何一條直線上的n-1個交點，都剛好出現1,2,3,....,n-1 各一次」，求解的存在性。研究結果顯示直線數是偶數時有解，而直線數是奇數時無解。接著用圖論中「點著色」及「邊著色」的觀點來思考同一問題，突顯出該問題背後的數學結構。最後進一步探討「將直線替換成圓」，「有m條直線平行，任三條不共點」以及「有p條直線共點，任兩條不平行」的情況。其中最後一部分「有p條直線共點，任兩條不平行」的情況，從超圖(Hypergraph)和關聯矩陣(Incident Matrix)的觀點，得到一些有趣的結論。

實驗一與二是透過不同顆粒大小的文蛤殼粉末、小顆粒、殼加入無煙鹽酸及37%鹽酸中去了解其溶解冒泡情形及速度。而實驗三是將文蛤殼、香螺殼、牡蠣殼和粉筆研磨，並加入37％的鹽酸中去觀察其冒泡情形與速度快慢。從實驗一得知，無煙鹽酸與文蛤殼粉末反應的冒泡情況最強烈，文蛤殼顆粒次之，完整的文蛤殼冒泡的最平緩。從實驗二，我們發現實驗二的氣泡生成反應明顯高於實驗一，冒泡反應時間較長，最後溶液顏色也不相同。從實驗三的結果得知氣泡生成的反應以香螺粉末最明顯，文蛤殼粉末次之，接著是牡蠣殼粉末，而粉筆粉末的氣泡生成反應最為平緩，只產生了一些小氣泡。另外，冒泡時間長短則是粉筆粉末＜香螺殼粉末＜文蛤殼粉末＜牡蠣殼粉末。

現階段與非牛頓流體相關之科展研究，大多無法際應用，主因有以下三項： 一、在流體濃度極限的探究上還未有較全面的測試。 二、流體調製費時費工且容易受多項因素影響結果，如：溫度、濕度、保存。 三、成品目標過大，不容易實體化，結果較無說服力。 為了製作可貼近日常生活應用的非牛頓流體，使其在呈現為膨性流體(剪切增稠流、脹流性)時我們做出以下測試及應用： 一、測試出了市面上容易取得之安全食用材料中，哪些適合製成膨性流體。 二、同材料能保持膨性流體之濃度的最大與最小極限，其值介於0.52~0.63之間。 三、比較出玉米粉最適合製作以膨性流體為主的日常生活防護品之原因。 四、運用生活中容易取得之材料製作出手機保護套，其防摔高度可達四層樓以上。

全球每年生產塑膠製品約1.4億公噸，而塑膠製品需要大約四百年的時間才能被自然分解，在海洋形成塑膠濃湯的情形，近年來環保意識抬頭，我們關心這個議題，因此本研究想了解如何利用生活中唾手可得的素材製造環保塑膠，從廢物中尋找可行的機會，從打魚丸刮除魚肉後所剩下的魚骨為材料，探討何種魚骨較適合製作生物塑膠，並探討加入魚骨後製成的生物塑膠的抗菌性為何；以何種材料作為魚骨黏合劑有較強硬度，如何增加魚骨塑膠耐重性，製成的魚骨塑膠耐熱性、耐酸性範圍以及魚骨塑膠的防刮性為何，進而瞭解魚骨是否有再利用價值，形成具有良好物性及化性的生物塑膠。