第60屆--民國109年

我們探討變色龍問題，透過列舉三色樹的組合以及三色樹的組合數計算，讓我們更加了解收斂於同一種顏色的條件和方法，也利用列舉的方式找到三色變色組合的通式。此外，我們應用excel幫助進行三色、四色、五色變色組合的列舉，讓我們知道變色組合的結構大約相似，可透過各結構的相似了解n種變色組合的情況。我們也探討了變色組合在excel中的外接長方形，透過界定外接長方形的長與寬，可更容易算出變色組合的數量。最後利用變色樹規律，寫下三~五色變色組合數量計算公式，並將公式推展至n色樹。

外觀呈紫紅色的甜菜紅素，富含於紅龍果肉內，以冷凍、過濾與離心的步驟取得。同時由鎢絲燈泡、科學maker的分光器、手機與電腦軟體Image J、Excel 2016組成簡易光譜儀。簡易光譜儀可測量甜菜紅素最大吸收峰波長λmax=538nm與繪出吸收光譜圖。吸收光譜圖的吸光度A值，可得知甜菜紅素在紅龍果肉的含量。甜菜紅素在pH值3~9最穩定、在氫氧化鈉溶液pH值>10環境、乙醇為溶劑、芬頓試劑與硝酸鐵溶液時，會降解成黃色的甜菜醛胺酸λmax=420~450nm和無色的環多巴。甜菜紅素可與Cu2+、Fe2+、Pb2+、Co2+、Ni2+、Zn2+螯合配位成錯合物，外觀呈現紫色、紫紅色、粉紅色、橘紅色、黃色、橘色，λmax會往短波長移動。再加入EDTA後，又恢復成甜菜紅素。發現Cu2+與甜菜紅素的螯合配位最好，可以偵測Cu2+至1ppm。

牛仔褲製造過程，化學染料及樹脂染色助劑會對環境造成汙染，為保護環境，我們首次利用植物蛋白質(豆漿)加酸變性產生黏性的特質，來取代化學樹脂，作為牛仔布染色助劑，並自製大菁靛藍染料，加入此變性蛋白質混合後，以類似印花方式，直接固著染色於牛仔布上。實驗發現，添加5克醋與100毫升豆漿混合，可得最大量變性蛋白；且豆漿加酸變性不受溫度影響，常溫即有最大變性蛋白收穫量，方法穩定簡單。為檢驗上色後牛仔布水洗及堅牢度效果，更自製水洗機及摩擦機，實驗發現，牛仔布水洗後顏色無明顯改變；摩擦堅牢度，亦有四至五級標準(五級最佳)，顯見其不易褪色的良好特性。因此以變性蛋白質取代化學樹脂作為牛仔布染色助劑之方式確實可行。

我們把尾翼黏成有偏折角度，想試試火箭會怎麼飛行。結果火箭如同我們預期一邊旋轉一邊飛行，但距離卻沒有變近。於是我們先做出最佳發射角度43〫。然後我們以43〫跟不同的打氣磅數作實驗發現：1.尾翼偏折角度在10〫~15〫會是旋轉最穩定且飛行距離最遠的角度。2.我們利用Tracker軟體來分析空氣火箭的飛行軌跡、及速度、加速度。3.我們再利用自製儀器測量空氣火箭在不同磅數時衝力有多大。4.我們利用電動打氣機與風速計測量空氣火箭在不同磅數時噴出空氣的時間與風速為多少。5.最後我們自製風洞、模擬空氣火箭在空氣中的旋轉狀態，利用超慢速錄影看見空氣是如何通過旋轉火箭，最後發現旋轉火箭就跟槍管膛線是一樣的功用。

本研究初步分析颱風雷達回波圖發現，利奇馬、蘇力、柯羅莎、杜鵑4個雙眼牆的颱風，其內眼牆相對於外眼牆內側有滾動的現象，故以探討影響雙眼牆颱風內眼牆滾動週期的因素為研究目標，並以數值模式簡化問題。先在中空甜甜圈狀的初始場模擬單一眼牆的旋轉行為，發現眼牆渦度值、眼區半徑為影響旋轉週期的主因。而眼區與眼牆渦度比、眼區半徑、眼區與眼牆錯距則影響轉速與結構上的穩定性。我們在轉速及結構穩定的中空圓盤狀初始場中植入小型圓形渦度高區，以模擬雙眼牆颱風眼區旋轉情形，發現植入前後旋轉週期與結構皆有差異，並以杜鵑颱風的風速與結構進行數值模擬。

油品在反覆油炸過程中，酸價、透光度和黏滯性會發生改變，依此特性建立三者之間油質變化的量尺，做為檢測依據。但部分劣質油可藉由滴定調整酸價，造成油質合格的假象。首先以酸鹼滴定檢測油品酸價；再以自製震盪檢測儀檢測衰減係數定義黏滯性；透光檢測則是先以自製透光檢測儀檢測不同色光的靈敏度及電阻值，選擇靈敏度最高的藍光做檢測操作。發現油品穿透光造成光敏電阻阻值及衰減係數與酸價呈現正相關，且大豆沙拉油與橄欖油均能以線性關係擬合。淨化油利用酸鹼中和及活性白土脫色發現，使用酸鹼滴定中和，可檢測出油品被淨化，但使用活性白土則否。但也證實透光和黏滯性的相關性，再利用比例撰寫Python程式，設計油品快篩APP。

延續國小五上自然水溶液酸鹼指示劑實驗，購買石蕊試紙時，意外接觸「廣用試紙」，才知道廣用試紙很好用！只用一張，就能知道水溶液的性質，還能檢測水溶液的pH值。但廣用試紙很貴！我們想要改善檢測水溶液性質時，必須使用紅、藍色石蕊試紙的缺點，經由一連串的實驗，我們發現： 1. 以紫色高麗菜汁製成的試紙，能改善石蕊試紙的缺點，只用一張，就可測得水溶液的性質。 2. 有些有色蔬果製成的酸鹼指示劑，顏色變化具有規律性，可以做出精準的蔬果酸鹼試紙，檢測不同pH值的水溶液。 3. 我們研發的蘋果試紙，具有天然環保、價格低廉、檢測準確、可自製的優點，可以改善紫色高麗菜不易取得及價格昂貴的缺點，讓水溶液酸鹼指示劑教學活動更有趣。

本研究透過自製電路板及實驗裝置，結合程式碼控制電場，探討不同電濕潤的裝置、水量及電場與水珠運動速度的關係，並探究使水珠運動速率最大化的條件。 研究發現水珠運動方向與所加電場方向相同，且增強電場、增加水量、減小電極間距、降低疏水材料的表面粗糙程度、先行分離水珠內部正負離子以及在3200μm以下增加電極寬度，皆使水珠運動速率變快。 透過探討影響水珠移動速率的變因，可提升電濕潤顯示器單位時間內的幀數(張數)，亦即流暢度，並期盼將此研究結果應用於各式表面的自我清潔系統中。

實驗先選用六種中藥氣味與小白菜進行共培養，並選擇肉桂進行後續研究。結果顯示肉桂氣味可抑制植株生長，且距離越遠，對植物影響越弱。 為提升研究實用性，我們改將肉桂粉泡水施用於小白菜根部，當肉桂水濃度低於0.3%時，可顯著促進小白菜生長，濃度高則無效。說明了肉桂濃度會影響植物生長，且經根部吸收後，對小白菜有益處。接著我們將肉桂水分別和對植物有益的維他命C及對植物有害的逆境進行共培養，以了解其對小白菜生長的影響。結果顯示，維他命C水與肉桂水混合無法促進植物生長；而肉桂水則可減緩植物受鹽逆境、熱逆境、淹水逆境抑制的情形。 實驗結果說明了肉桂氣味可作為抑制植物生長的媒介，而肉桂水則可作為提升小白菜生長的良好資材。

飽和氯化鈉水溶液加入乙醇，會因氯化鈉不溶於乙醇而產生沉澱，進一步分析氯化鉀、氯化銨、硫酸銅、硫酸鎂、硫酸鈉、硝酸鉀等溶質。根據實驗結果分析發現，該溶質溶解時與水的結合方式、氫鍵強度、水合能、晶格能跟析出比有相關性。能與水產生分子間氫鍵的溶質，若氫鍵強度弱於乙醇與水間的氫鍵強度，則溶質析出比會較高，例如硫酸銅。溶質的溶解方式若以水的極性為主，其水合離子內的作用力為離子–偶極力，在加入乙醇後的析出比會少於有氫鍵影響的溶質，例如氯化鈉。根據各溶質的析出比可發現，離子半徑及電荷越大，析出比越高，如：硫酸鉀的析出比大於硫酸鈉(離子半徑)，而硫酸鎂的析出比也大於硫酸鈉(離子電荷)。