第61屆--民國110年

從小我們就很喜歡玩史萊姆，又黏又Q的史萊姆除了可以當玩具紓壓之外，還可以有什麼其他生活應用呢？查了相關文獻和資料之後，我們找出史萊姆的原料：聚乙烯醇與硼砂水，同時，測試史萊姆的黏性、作為冰敷袋的效果，以及清潔鍵盤的效果等實驗。在黏性實驗中，五種聚乙烯醇的表現皆有所差異。在冰敷袋實驗方面，史萊姆做成的冰敷袋可以增加受傷部位冰敷的時間，且沒有漏水的問題。在清潔鍵盤上，大部分史萊姆可以達到清潔鍵盤表面與隙縫，而且沒有殘膠的效果。

本研究主要用動態模擬實驗了解海漂垃圾移動路線和分布情形，並與調查資料比對，深入了解臺灣出現大量海垃圾的地點和成因。研究結果發現，溫度、鹽度和風是造成洋流流動的因素。臺灣周邊的洋流會使垃圾在洋流會合處呈現帶狀分布。海漂垃圾會受海底地形影響，水深較淺的西部大陸棚會使垃圾移動速度變慢，堆積情形明顯。且季風對海漂垃圾的影響甚鉅，不同季節會使垃圾堆積於西部和北部，尤其秋冬時更明顯。出海口的海漂垃圾也受季風擴大堆積範圍，且颱風季節影響最大。與調查資料比對後發現，北部海岸、西南海岸為海廢熱區，花東海岸較為乾淨。未來希望再做細部模擬，得到更多海漂垃圾移動和堆積的相關資訊，以利未來進行海漂垃圾的攔截或清運。

本研究先挑選出適合槌染的植物，探討如何清楚敲出植物外形，接著用不同的助染劑及媒染劑，進行槌染後顯色情形及固色效果的比較，再將研究結果應用在生活中。 研究結果發現，是否使用助染劑，對於顯色效果及固色情形，並無明顯差異。先槌染後媒染的方式，以鹽水、鐵鏽水、稻草灰水媒染後，綠色植物多呈綠色，僅有些微深淺的不同；以醋水媒染，植物顏色偏淡；以石灰水媒染，植物顏色變深，部分從綠色明顯轉為褐色。搓洗後，有使用媒染劑固色效果較佳。先媒染後槌染的方式，在不水洗的狀態下，較能保留植物鮮豔的顏色。彩葉草先媒後染，顏色有不同的變化，適合植物槌染，以鹽水及醋水媒染，褪色明顯。將槌染加以美化後，可以製作生活中許多實用小物。

國慶煙火在天空綻放時，顏色斑斕炫爛，不禁在想，火藥裡頭究竟加了哪些物質造成這些五顏六色的絢麗光芒？於是開始搜尋資料，發現這些多彩的色光，是因為電子在不同的軌域中躍遷時放出來的光芒，稱為焰色反應。於是我們開始動手作實驗，發現在酒精膏上填充不同的金屬離子會出現不一樣顏色的火焰，而且在火焰的外部加入電場，竟然能使火焰產生偏折的現象！這個現象更引起了我們的好奇，火焰中是否含有帶電離子，以致於被電場吸引？又添加不同價數的離子，是否會因為價數的不同而造成偏折角度的差異？於是我們經過了反覆實驗後觀察到失去電子的正電離子，確實會因為電場的影響造成不同角度的偏折，且正電離子本身的價數越大，造成的偏折角度越小。

傳統井字棋在兩人不犯錯的情況下遊戲會平手；另外2款傳統井字棋的延伸版：奇雞連連與棋蹟連連，有人研究過，當玩家都擁有全部種類的棋子時，遊戲是不公平的。 因此，傳統井字棋是公平，但變化少；而兩款井字棋延伸版變化多，但先手必勝；因此，我們想研究的是四人版的井字棋Otrio，且玩家都分別有大中小棋可以連線。 為了研究是否公平，我們設計了動態棋譜，根據場上狀況自動評估得分，玩家可依據下棋，評估的標準是連線數量與阻擋機會，而我們透過這方式研究，可以節省掉製作全部可能樹狀圖的任務，以更有效的方式研究是否公平，而目前為止，我們發現兩人遊戲是先手必勝，但在三人與四人遊戲中，先手玩家沒有絕對優勢會必勝，所以遊戲具可玩價值。

我們在便利商店看到一款「自熱火鍋」，發現裡面的自熱包，只要透過加水，在不用明火的狀況下便能夠將食材加熱甚至煮沸，於是我們便想要探索其中的原理。我們首先針對這個實驗設計了可以標準化測定、且可避免外界熱干擾，同時也能方便觀察偵測的「絕熱箱實驗盒」，接著進行自熱包的相關實驗。在其中發現自熱包中不只有只有生石灰的成分，還包含了鋁粉。藉由進一步的實驗分析，我們找出自熱包可以達到最佳加熱效益所需添加的最佳水量與自熱包的質量比。另外透過分析自熱包的加熱溫度曲線，找出其中成分的最佳配方，也探討如何透過改變包材，改變自熱包的發熱反應開始時間、有效工作時間，並探討如何避免氫氣的產生和爆炸的風險。

自2019冠狀病毒在全球大爆發後，「戴口罩、勤洗手」成為個人防疫的重點。因此，讓我們對洗手產品產生了興趣，本研究將探討如何自製環保洗手皂球。 我們先用市售洗手產品訂定檢測洗手液的方法，並以椰子油做基礎皂基再添加橄欖油、蓖麻油與棕櫚油做出不同比例的液態皂基，實驗結果中顯示：添加橄欖油比例越高時，起泡力與去油力都會增加，但皂基會變濕軟且較難溶解。添加蓖麻油皂基Trace速度快，皂基不會因為添加量過多而變濕軟。添加棕櫚油可增加皂基硬度，且添加量越多去油力越好。最後抗菌皂球製作中發現利用薄荷萃取液以6%海藻酸鈉溶解含棕櫚油皂基與3%乳酸鈣水溶液作用3分鐘所產生的皂球能成功包覆皂液、形狀結構完整、抗菌力佳，最適合用來洗手。

百香果為埔里重要農產之一，果肉製為加工品剩餘果皮被丟棄。本次實驗以百香果皮為材料，探討其製造酒精的可行性，我們發現百香果皮含水率高達80%，富含果膠不易乾燥而造成環境汙染，我們將乾燥百香果皮經泡水、加熱及添加酸、鹼、果膠酶、纖維素酶處理後，測量還原糖含量及經發酵蒸餾後測其酒精濃度，結果發現經添加酸鹼及酵素處理後還原糖含量均有明顯提升，經加熱處理後的酒精濃度較高，接著我們將百香果皮發酵時做降酸的處理，發現經加熱再添加果膠酶及纖維素酶後，發酵蒸餾測得酒精濃度可達8%，我們將其進行三次蒸餾，酒精濃度可高達75%具防疫消毒作用，發酵後的剩餘殘渣，可作為肥料及製成生物炭，改善環境並提供農產品附加價值。

車用電瓶的蓄電力下降主因為極板產生了不可逆的硫酸鉛結晶，俗稱硫化。使電池恢復效能的方法之一：加入含硫酸鎂的化學試劑。本實驗利用鉛片自製蓄電池，模擬生活中電瓶在重覆使用下，其正、負極產生硫酸鉛的情形，並測定放電續航力。在電解液中加入不同濃度的硫酸鎂，其對極板結晶與放電續航力的恢復率呈正相關；實驗中發現，硫酸鎂會降低充電時陰極產生氫氣的速率。接著探討在不同的時機點加入硫酸鎂，結果顯示在充電前加入硫酸鎂的效果最佳。進一步研究不同鹽類(鎂鹽或硫酸鹽等)，其中只有硫酸鋁可提升續航力，而硫酸鋁、硫酸鎂和硫酸鉛三者皆為單斜晶系。最後，我們將此結果運用到車用電瓶上，發現硫酸鎂對其續航力確實有明顯提升。

水溝清理機器人加裝導輪後約為29.5公分。清理模組採用「撈取式」來設計卡榫式鍊條、帶動棘輪和挖取鍊條，配合1：6的減速齒輪，能增加扭力。傾斜角60度搭配5個挖取鍊條，有最佳的撈取效果。車架採用三角形結構，車輪改成「棘狀後輪」，馬達加裝1：10的減速齒輪，穩定性高，能在泥濘的地面前進。採用NCUE BRAIN GO智能模組連接前後兩個超音波感測器，可判斷陰井位置，自主在兩個陰井間來回清理。前進動態為前進4秒倒退2秒，能有效脫離汙泥障礙。一邊前進一邊捕撈有最佳的捕捉孑孓效果，如果放置定點，捕捉效果較差。