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第60屆--民國109年

「翻轉番麥」探討玉米植株再利用-玉米密集板的製作

本研究利用玉米植株打碎與黏膠攪拌後來製作環保玉米密集板,使用不同的黏膠劑、不同部位的玉米植株、不同粗細的莖,以及不同大小顆粒的材料製作,嘗試著找出最適合製作玉米密集板的條件,藉以探討其對玉米密集板「硬度」、「衝擊耐久度」、「韌度」、「防水性」、「荷重」的影響。由實驗結果可知「粗莖小顆粒白膠」配方硬度最大,防水性最佳,但在進行「衝擊耐久度」、「荷重」實驗中發現「粗莖大小顆粒混合白膠」的配方,效果最佳,且其硬度指標和防水性也很接近「粗莖小顆粒白膠」,建議延伸此研究,找出最好、最佳的黃金比例。此兩者配方的玉米密集板在切割性測試中均具有良好的切割性,適合用來製作環保置物櫃、隔熱墊、筆筒。

電照「膜」行

本研究探討以自製PVA黏膠薄膜,加上各種金屬片成為方便攜帶的輕巧電池。首先探討不同形式電池的發電效益,包括不同金屬片適合的配方膠,金屬片之間的距離,膠添加了不同添加物……等等。綜合以上條件我們分別串聯發電量最好的原味膠及鐵粉膠做成伏打電池以及加上隔離層的勒克朗謝電池, 驅動溫濕度計、鬧鐘、 LED燈,並嘗試用達靈頓電路放大電流的特性,希望可以降低串聯電池的個數,達到不錯的效果。此外我們發現鎂片可以明顯提高薄膜電池的發電效益, 可以讓LED燈亮長達9天。

正多邊形下探討Sperner引理之延伸性質

Sperner 引理常用於遊戲必勝法以及一些塗色的相關問題,本篇研究將先針對 Sperner 引理的內容進行探討,並且進行相關內容的證明,而後將Sperner 引理中的規則進行延伸:原先此引理在三角形內進行討論,本篇研究嘗試將問題假設為在任意正多邊形下其中頂點的標號為1、2、3且相鄰頂點需為不同標號下進行探討,而後在多邊形內部放入點後進行三角化,在三角化的過程中若其中三角形分別為1、2、3,則命名為公正三角形,對此成功探討出在不同正多邊形下公正三角形個數的狀況,並且將三角化後每個三角形皆為公正三角形的狀況定義為完美G(m,n)圖,在研究最後針對在三角形下的公正三角形個數進行一些特例整理。

紅色警戒--應用紅外線製作自動洗手、警戒及遙控系統--

我們利用紅外線發射器、接收器及其它電子零件來製作反射式感測系統及遮斷式警戒系統。也利用紅外線來製作感應式自動洗手裝置。紅外線會受到光線干擾,在太陽光線太強的地方紅外線會失效。於是,我們利用紅外線特定頻率38KHz及固定編碼方式來製作遮斷式警戒系統,大大降低光線干擾。在研究紅外線的過程中,我們利用紅外線發射器及Arduino發射38KHz的頻率,成功的利用平常使用的紅外線遙控器來控制家電用品。紅外線無時無刻存在於我們的生活中,我們將持續研究紅外線,享受紅外線帶來生活上的便利與舒適性。

蝦包了!鐵之呼吸—磁性粒子清除水汙染

我們製備了兩種再生材料,用於去除水中汙染物:一、將鐵鏽轉化成Fe3O4磁性粒子,此粒子可以有效率地吸附水溶液中的磷酸鹽(10分鐘可達85.5%的去除率),且在酸性條件下(pH = 4)有最佳的效果。吸附後粒子取至鹼性的水溶液(pH = 13)中,磷酸鹽即可脫附分離。二、由蝦殼中提煉幾丁聚醣並將其包覆在Fe3O4磁性粒子表面上,形成Fe3O4/幾丁聚醣磁性粒子,此種粒子則是可以針對水溶液中銅離子進行有效率的吸附(5分鐘可達80%的去除率)。Fe3O4/幾丁聚醣磁性粒子在水溶液(pH = 4.7 )中吸附銅離子後,將吸附後的粒子轉移至6 M氫氧化鈉水溶液或濃氨水中,銅離子可脫附分離。

白裡透紅的秘密-搖蚊頦畸形與體內塑膠微粒之探討

繼去年搖蚊生態研究之後,發現紅蟲有頦畸形以及巢穴組成有塑膠微粒。為了探討塑膠微粒與頦畸型的關係,本研究調查南北五處不同溪流的生態環境,檢測各處紅蟲頦畸形比例與巢穴和紅蟲體內塑膠微粒的數量,發現紅蟲體內和巢穴中的塑膠微粒有相關性,頦畸形率與塑膠微粒數量也有相關性;接著針對同一水域不同樣區棲地採樣三處,調查其水質和底泥狀況,紅蟲體內塑膠微粒數量和頦畸形依舊有相關性。最後,採集陽明山成蟲回家產卵,人工養殖於溫泉、純水和排水溝三種水質中,發現即使不同水質,餵食塑膠微粒後,紅蟲頦畸型比例都有不等程度的增加。紅蟲常被廣泛作為水質汙染指標,利用本研究的觀測方法,也可以作為環境塑膠微粒監測的參考。

汙水處理從我做起

本次研究目的為設計一款便利又可隨身攜帶、且過濾物質為生活中常見的物品製作而成的小型淨水器。我們希望這款淨水器可以從我們自身來將生活中的廢水,經過一次簡單的過濾後再排入地下道。 我們以實驗的方式來比較活性碳、花崗岩石頭、瓷砂和石英砂的過濾時間、乾淨程度與生活取得難易度,發現瓷砂與活性碳是較佳的濾水材質。 最終我們使用奶粉分裝瓶當作濾水器的主體,裡面使用活性碳、樹葉、石頭、棉布做為過濾的材料,能方便清洗、簡單補充過濾材質及方便攜帶。

酵傲天際──天然水果酵母與麵包黴菌的火花

實驗發現檸檬酵母液的pH值變化量最大,木瓜酵母液甜度變化量最大,而由比例四1(18g): 4(72g): 1/2(10g)的pH值及甜度最低。以蘋果酵母製成的麵糰體積最大,香蕉延展性最佳。不同比例的水果酵母所製成的麵糰依不同水果延展性與體積不固定,其中大多數以比例(3) 水果:水:糖=2:2:1/2體積最大,比例(2) 水果:水:糖=1:2:1/2延展性最佳。橘子酵母麵包幾乎都沒有發霉,而其餘水果酵母大多以比例(4) 水果:水:糖=1(18g):4(72g):1/2(10g)發霉面積最小。依品評結果可發現,檸檬酵母麵包為整體性最佳的麵包。

我的超科學搓球術-羽球搓球技術之科學探究

我們對搓球十分好奇,但又掌握不到那飄渺的球感。於是,我們進行文獻探究找出搓球動作的關鍵因素,並著手設計實驗裝置。透過重覆操作此裝置,我們找到最佳的搓球動作--搓球作用力(以通過時間表示)0.05秒至0.06秒、搓角20∘可產生高品質搓球、成功把搓球動作科學化,讓球感能具體呈現。令人振奮的是,我們發現搓球越快時,手越容易出現不易控制的反作用力,應是搓球失敗的主因。 本實驗裝置亦可說是全台第一座搓球動作研究及學習裝置!我們透過此裝置練習搓球,比對實驗數據後,可科學化快速修正動作,可說是搓球的葵花寶典。另外,我們也結合原理分析,提供大家在不同條件下的搓球應對策略以資參考。

當拿破崙形不「正」作不「直」時

以類似拿破崙定理的方式,先作一個任意三角形,在三邊各作一個與原三角形相似的三角形,再把三個相似三角形的重心連線,成為新三角形,探討原三角形與新三角形在重心方面的關聯。 三邊所做的三角形依照方向分為順時針旋轉、逆時針旋轉、180°旋轉以及不旋轉,依照三角形位置分為向內作圖及向外作圖,比較各種情況的異同,並試圖分析影響重心相對位置的因素。