第60屆--民國109年

本研究利用氧化還原反滴定，探討二氧化錳在不同變因催化雙氧水後變質程度影響，並改變溶液酸鹼值、添加鹽類等方式抑制及回復二氧化錳催化後變質情況。透過反滴定可推論錳價數會由+4價降至+2價。並發現雙氧水濃度越高、體積越多、催化時間越長及初始溶液pH值越小的情況下，二氧化錳變質程度越明顯。溶液中添加氯化鈉與亞硫酸鈉雖然都能使反應速率增加，但沒有抑制變質的現象。將變質固體浸泡亞硫酸鈉雖能使錳價數少量回升，但不符合環保效益；浸泡氫氧化鈉濃度0.1M以上時，則可觀察到錳價數有明顯回升。本研究發現高國中對於催化劑的定義，並不適用於二氧化錳催化雙氧水的實驗中。建議改成定義適用「理想催化劑」，並說明真實催化劑可能的變質情況。

電磁攪拌器於生活中的運用越來越多，如奶泡機、攪拌杯。網路有分享利用各種回收資源製作的視頻，模仿製作卻發現不能運轉，使我們決定要解開電磁攪拌器穩定運轉的秘密。本研究先模仿網路視頻製作2部攪拌器，找出影響穩定運轉的變因有：馬達性能、旋轉磁鐵的大小與排列、轉盤與攪拌子的距離、攪拌子大小及形狀等。自己設計攪拌器驗證實驗結果。研究發現：增加轉盤的重量提高負載，可以降低馬達的加速度及轉速，搭配厚度5毫米、直徑2或3公分的磁鐵NS並排相吸，形成長度4到6公分長的磁鐵轉盤，再調整旋轉盤上磁鐵與攪拌子的距離，可使2.5公分長的各式商用攪拌子非常穩定的旋轉。利用回收電腦硬碟製作電磁攪拌器，既環保又能化腐朽為神奇。

目的：利用重力原理改變太陽能板傾斜角度進行動態追日，以提高產電效率。 實驗設計：本研究以節約與廢物利用為主要考量。利用槓桿原理，找出太陽能板最佳的槓桿支撐位置，測試在不同角度所需的重量；室內模擬測量出台北夏至與冬至10-14時太陽仰角的照度和電壓值；以水做為重力控制改變太陽能板角度，並配合三段排水的方式來校正中午時段的些微角度偏移。以統計方法驗證實驗組與對照組的差異。 結果：戶外實測結果顯示照度值(12pm, 1053 vs. 993)與電壓值(平均值，42.94 vs. 40.78)，再計算相關係數(0.9285 vs. 0.8997)，發現追日組均優於固定組。 結論：本追日系統創新地以重力調整不同時間太陽能板的傾斜角度，並能使太陽能板自動回復至初始位置，此裝置能成功有效提升太陽能發電效率。

本次研究重點於探討數字華容道玩家的共同困境、兩種解題策略適用性、數序相反對數與有無解的關係。綜合研究發現概要如下： 一、受試者無法解出每一列的最後一個數字排列。 二、四格解法適用性：3×3的數字華容道分為四個顏色的範圍，該範圍內的四格，只要使目標數字至特定位置(左半邊B、C，或右半邊C、B)，就能解。 三、六格解法適用性：在目標六格範圍內移動，使每列最後的數字滑塊與前一個數字滑塊相鄰，即有解。 四、由3×3解題與六格解法過程中，初探一對數序相反無解。 五、由2×2數字華容道題型進行奇偶關係與有無解之證明，類推3×3、4×4數字華容道題型，皆符合奇數相反對數無解，偶數對數相反有解。

本研究的紙電池由鋅銅紙電池著手，藉由探討鋅銅紙電池反應環境，我們彙整所有適合放電的條件，得到一個優化鋅銅紙電池。之後為了減少重金屬的使用與延緩水分流失，我們將電解液改為氫氧化鈉凝膠，並在陰極電解液中加入過氧化氫緩解極化現象，得到一個較環保且能長時間使用的鋅紙電池。然而鋅紙電池的電壓值較低，我們將陽極改為鋁片提升電位，製得一次性鋁紙電池，並藉由密封測試探討一次鋁紙電池真正的反應機制。最後我們將電解液改為離子液體，試著將一次鋁紙電池改良成二次鋁紙電池，並探討不同反應環境來提升電壓，得到一個較佳的二次鋁紙電池，但最終測量充電之電能轉換效率發現效果不佳，故在二次鋁紙電池上仍有待繼續研究，以提升其效能。

本研究結果在紅色網室下栽培的番茄植株，其植株高度、莖徑、產量、總重量、缺病株及開花節位果實重量上都顯著其它組。在商品果方面挑選可上市銷售的果實約在10~20g為主，以紅網室取得果實總重量達14230.4g大於露天對照組及白網室。在感官品評中，各組口感表現上軟硬適中；以白網室果實的風味較有甜味，比較對照組甜酸味及紅網室微甜味有明顯差異。本研究發現紅網室的低透光率及藍綠紅光適當比例的光強度可能創造了光飽和點的時間差，形成光複利效應，故不需耗費多餘能量來抵抗陽光，多出的能量就能提供營養生長及生殖生長，促進植物生長的速度、延長生長期、增加植物產量、使植株與果實增大、更減少網室內病蟲害發生。

本研究源自生活中，便利商店的糖果含有色素，因此，進行了一場食品色素大解碼研究之旅。研究結果發現： 一、色層分析效果：以用廚房吸水紙，95﹪酒精進行色層分析效果好。 二、糖果中的色素為人工色素，經ＣＭＹＫ數值分析，符合伊登十二色環混色原理。 三、天然色素與人工色素比較： (一)色層分析：天然色素，未出現新的顏色；人工色素出現新的顏色。 (二)加入酸鹼變化：天然色加酸鹼色素的顏色會改變，人工色素不變。 (三)色素混色變化：天然色素不符合伊登十二色環混色原理；人工色素符合伊登十二色環混色原理。 四、色素染色、定色效果：不同色素，浸泡酸鹼中性液體，定色效果不同。 五、利用人工色素具混色效果，可以製作「人工色素畫」。

柿子為新竹在地水果，富含豐富養分且含有許多具抗氧化功能的成分。我們想針對柿子的抗氧化力進行實驗，希望可以研究柿子不同部位及生、熟果的抗氧化力，找到萃取出抗氧化物質的最佳的條件，並試著分離出抗氧化效果較佳的物質進行更深入的研究探討。結果發現柿子6個部位(枝條、葉、生果肉、生果皮、熟果肉、熟果皮)，分別以水、50%酒精、95%酒精萃取下，生果肉50%酒精萃取液最具抗氧化潛力，且在50-75℃處理下，耐熱至少2h；在100℃處理下，耐熱至少1h。利用管柱層析（矽膠60），分離出3管最具抗氧化效果的分離管，並由TLC結果可知，分離管內成分複雜，極性介於水及50%酒萃，其中應具多種抗氧化潛力之柿子生果肉萃取物。

透過閱讀報章雜誌，恍然發現PM2.5的重要性。針對這次PM2.5的研究，我透過氣象數據分析、實地觀測、實驗，三個方向來進行研究。探討住家附近區域近八年來的PM2.5數據，研究發現PM2.5平均以大里最低，竹山最高，南投市和埔里則為其次，不過目前都有逐年逐漸減緩的趨勢。接著探討天氣條件對PM2.5的影響，發現溫度高、雨量多、降雨天數多及風速大都會影響PM2.5的濃度，使其濃度降低。另外，交通工具也會影響周遭的PM2.5濃度，研究結果顯示車多，空氣品質較差。研究中也透過自製觀測器實際觀測校園，發現到了12月後期PM2.5明顯升高。對於口罩阻隔PM2.5的效用，活性碳口罩的效果最好，其次是醫用口罩，無戴口罩所吸入的PM2.5最高。期盼未來若可以再鑽研，能對這個議題做更深入的探究。

校園中東大門向東南方望去，山群間有一排流動的雲，那是東眼山上的「雲瀑」美景。為何東眼山會出現如此奇景？利用自製雲霧的方式來證實山上易形成雲霧的大氣條件，再透過搜集資料及踏查東眼山，調查其大氣條件、地理位置及生態。探究東眼山為何得天獨厚能出現如此美麗的雲瀑，發現東眼山林相、溫度、濕度使得雲霧容易形成，其山勢走向使得冬季東北季風能順勢帶入，讓雲霧流動而為雲瀑，以上的探究結果再以自製東眼山模型，並在模擬雲瀑形成的大氣條件下呈現出來。