第59屆--民國108年

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。

本研究利用回收寶特瓶、廢棄CD及重複使用的鐵條設計好玩的水火箭車，藉由高壓氣體將水推出瓶外，形成水火箭車行駛的的動力，從實驗中找出空氣與水的比例、打氣壓力、輪胎寬度、大小與胎紋(摩擦力)……等對車子行駛的影響，探究能讓車子行駛最平穩、快速的最佳條件。研究結果發現：水量在350cc、空氣壓力120psi，水火箭車具有較大的動能；輪胎CD片數愈多、輪胎直徑愈大及止滑膠帶材質(摩擦力愈大)，皆會影響車子行駛的路徑及穩定性。 為了符合水火箭車創意設計競賽，從最佳行駛條件中去設計多款節能環保的創意水火箭車，經過不斷創作與改良，終於創作出一款符合競賽規則、節能環保的水動力概念車，也激發了另一個研究靈感，是這次科展最大的收穫。

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。

我們常在榕樹的四周看到掉落許多果實，但很少看到有小榕樹在榕樹四周長出來，卻經常看到校園的牆角、樹縫中長出榕樹苗，因此懷疑是鳥類啄食榕果造成，所以本實驗主要探討『鳥類啄食』在榕屬植物種子發芽的過程中所扮演的角色。 實驗會採集榕屬植物周圍鳥類糞便，收集其中榕屬植物種子種植；再採集成熟榕果，取出其中種子，模擬鳥類消化的過程來處理種子再種植，比較兩者種子發芽情形，探討鳥類消化的過程中，是否有哪個階段會對榕屬植物的種子發芽產生影響。從其中5種有發芽的種子觀察推論，『鳥類啄食』在榕屬植物種子發芽的過程中，主要作用是將種子從果實中分離出來，讓種子可以直接和土壤接觸以利發芽，並隨著鳥類的移動將種子散布到遠處。

我們發現有些水溶液結冰後會推擠溶質到中央匯聚成顏色較深的區域，但有些溶液卻不會，到底是什麼原因造成此現象的差異？於是我們操縱各種變因來觀察它們對溶液結冰時溶質匯聚表現的影響。 實驗發現並非所有的濃度都會匯聚；不同溶質的匯聚情形也不同；溶劑所含雜質越多匯聚效果越差，且結冰後氣泡分布也各有特色；上下等寬的容器呈角錐狀匯聚，下窄上寬的容器則為柱狀匯聚；先結冰的地方會推擠溶質到後結冰的地方且結冰速率越慢匯聚程度越好；最後我們利用保麗龍包覆+重力方向來控制結冰順序使冰晶推擠力達到加倍的效果，再透過自製離子濃度檢測器發現冰塊中溶質匯聚區的濃度並非均勻一致，而是依結冰的順序而有低、中、高的「濃度梯度」現象。

好奇著生蕨類到較原始蕨類的孢子囊開啟，在周遭環境找到十二種進行研究。結果顯示，擬蕨和厚囊蕨類孢子囊厚且無柄，孢子直接掉落；原始薄囊蕨海金沙頂生環帶開啟未彈射，芒萁與鬼桫欏斜生環帶具短柄與無柄，五種較進化薄囊蕨垂直環帶具長柄和唇細胞，開啟並彈射；孢子受保護減少。環帶構造和水與空氣移動影響開啟角度、機制和射程，伏石蕨平均開啟角度最大，杯狀蓋骨碎補平均每秒開啟最快；海金沙和芒萁為第一類型槓桿，鬼桫欏、伏石蕨為第三類型，鹿角蕨、毛蕨、台灣山蘇花和杯狀蓋骨碎補為第一、三類型；開啟角度與射程成反比，推測與生長方式有關。擬蕨、厚囊蕨和原始薄囊蕨多為地生，較進化薄囊蕨多為著生；最後，分析演化過程並繪圖。

我喜歡吃藍莓、胡蘿蔔與辣椒等不同顏色花青素食物，而且自然課程學到酸鹼指示劑檢測，還有我們找到許多篇文獻顯示藍紫色花青素具有良好的抗氧化效果，所以我們想針對依顏色區分為紅色、黃色與藍紫色花青素進行酸鹼的檢測，深入研究優缺點，針對(1)不同水溫、(2)在酸、中、鹼性水溶液中顏色變化，探討不同顏色花青素溶液辨識酸鹼值之效用，還有(3)添加胡蘿蔔汁、椰子油加胡蘿蔔汁物質，不同顏色花青素酸鹼變化。延伸實驗：研究不同顏色花青素對動物性脂肪溶解的能力，連結日常生活中，食材具有解油膩的功效之探討。最後實驗結果，不同顏色花青素蔬果有其優劣處，我們建議每日健康五蔬果需要不同顏色均衡攝取，才是健康飲食之王道！

本研究源於參加Power Tech科技創作競賽，螞蟻雄兵的機械獸要兼顧「接力賽」與「繞圈賽」，因此進行研究。結果發現： 一、不同驅動方式：以馬達並聯、四輪驅動、交換後齒輪排列方式，是最佳速度組合。 二、不同輪子設計：平面輪、輪長17.1cm、間距2.1cm、輪直徑17.1cm和14.25cm的組合、 全止滑，是最快速的設計。 三、不同摩擦力：以止滑墊黏貼四輪，走得最快，繞圈也比較好。 四、不同身體設計：彎曲角度55度、連桿2公分，繞圈圈數多。 五、不同重心位置：重心在內、車軸偏內，繞圈圈數多。 六、兼具速度與繞圈的條件：馬達並聯、四輪驅動、平面輪、全止滑、彎曲角度55度、重心在內、車軸在內，調整原型齒輪排列、輪長11.4cm、間距3.6cm、輪直徑11.4cm(2：2)的組合，在競賽中會有較佳效果。

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。

近年來，台灣食安問題頻傳，食安新聞約有半數違法都與食品添加物有關，尤其是合法添加物的超標更是時有所聞。我們想利用生活中容易取得的東西，找出檢驗亞硝酸鹽、過氧化氫及二氧化硫三種常見食品添加物的簡易方法。研究發現：優碘溶液檢測亞硝酸鹽最適濃度0ppm～50ppm，檢測過氧化氫最適濃度0ppm～6ppm。花青素檢測二氧化硫最適濃度0ppm～100ppm。運用手機色彩RGB分析APP─On Color Mensure及Webduino Smart板(物聯網開發板)的光敏電阻，可以推估三種食品添加物殘留量，其結果與快速檢測試紙、吸光值檢測法之結果相符。研究顯示：無須購買昂貴的檢測試紙，運用簡易方便取得的日常生活物品，並結合免費手機APP及物聯網程式，就可以讓一般民眾在家DIY，檢測食物中食品添加物殘留量。