全國中小學科展

第61屆--民國110年

菇菇「蛋」自強—微型化菇類子實體培養實驗,探討不同逆境條件下的出菇表現

為了使菇類子實體培養微型化、觀察逆境下的出菇表現,我們將四種菇類太空包切割成不同大小,發現體積會影響產量,且撞碎的太空包修復後仍可發菇,於是我們將其分裝並進行「扭蛋菇」實驗。我們發現,將秀珍菇扭蛋菇通氣可使走菌加快、且體積越大走菌越久但產量高,最後選擇7.5 cm蛋殼填裝150克木屑作為對照。實驗發現,秀珍菇24℃發菇率高、無論是否照光菇蕾數上>下側,溫差、冰凍半顆、綑綁、電擊會刺激發菇,但產量不變;黑暗發菇率不變,火燒整顆、泡水、烘烤使發菇率與產量下降;此外,藍寶石菇和白雪菇最耐低溫,18-20℃最適合發菇,珊瑚菇耐熱28-30℃一週內發菇率最高,但易捲縮,建議24℃培養,長得慢但品質好,最後我們提出四種扭蛋菇栽培建議。

新鮮牡蠣產地直送的保鮮新配方

我們居住的社區是臺灣重要的牡蠣養殖產地,牡蠣想要維持新鮮美味,需要良好的保鮮技術。這次實驗的目的是探討有哪些天然無毒的抑菌物質可以延長牡蠣的保存時間。在查詢資料的過程中,我們發現臺灣料理中常用的辛香料或調味品,例如蔥、薑、蒜、米酒或牡蠣殼粉等都是天然無毒的抑菌物質。透過實際實驗,發現煅燒牡蠣粉的抑菌效果最佳,大蒜次之,接著是鹽與米酒。依照取得方便性、成本、口味、食用性等不同考量,我們建議家庭可以使用容易取得的蒜、鹽或米酒作為抑菌保鮮材料;產地的蚵農要宅配到外縣市則可將煅燒牡蠣殼粉溶液取代傳統的自來水保鮮,牡蠣殼粉產地自用可減少碳排量,同時也可解決牡蠣殼回收的環保問題。

川流不息—家長接送區停車引導系統設計

在上學時段,校門口的汽車接送區,由於送小朋友上學的車輛經常停留過久,造成後方車輛堵塞,拉長了許多同學通學時間。我們透過訪談與問卷調查,以及車流影像分析後,發現是因為家長個人習慣及下雨因素所造成。 為了改善這個問題,我們參考相關研究與智慧感測設施,並利用IoT物聯網相關元件與程式設計技術,設計出一套可設置於學校汽車接送區,自動執行家長停車時間警示與顯示車位空出狀況的停車引導系統。 為了瞭解系統的運作效能,我們設置了各項環境進行實驗,分別就雨天和晴天、不同下車時間和停車狀況進行模擬,經過感測器校正、程式修改及設備改良後,系統具備停車時間提醒、停車空位引導的功能,可取代原來指揮人力,發揮疏導車流的功能。

二刀流十傑 — 從S=A+B+C=定值的推推樂遊戲談起

〝十傑〞指的是10個違反本文〝基本定理〞但仍能保持相似的△。二刀流指的是這十傑都產生在倒數第二條分角線上,在A,B,C三隊的〝推推樂〞團體遊戲活動過程中,本文發現從對應的輾轉相除法中可取得有用的P值、Q值、R值,用於推導演算規則預判遊戲結果。而在S=180時,使用分角線幾何作圖,可用來重新發現△中的Bevan Point,又利用前述建立的演算規則可推導倒數第二刀交叉形成的△的三內角及其順逆時針偏向屬性,進而在整數內角角度中找到10個特殊的相似△(本文稱之為十傑),這10個特殊的△的三內角有一定的特殊相關比例,利用這套比例關係式及S值的標準分解式可在任意S值遊戲中找到對應的〝傑數〞,非常有趣。

酵母菌發電─單槽式微生物燃料電池的性質研究

微生物燃料電池的陽極是用酵母菌在混有石墨粉的低筋麵粉或糯米中培養,數天後,加水覆蓋,當底部成為缺氧狀態時就完成了。我們發現培養酵母菌的營養物質的重量、培養的時間或石墨粉的純度、質量、顆粒大小等,都會影響陽極氧化電位的高低。 用兩層玻璃紙包著石墨棒和98%的石墨粉做為陰極,不需通入空氣,就可以維持很高的還原電位。通入空氣之後,還原電位會增加。陰極泡水4天後,可以去除石墨粉中影響電壓的物質,提高還原電位。 以糯米製作出來的微生物電池最大電壓0.455V,添加適量的葡萄糖,電壓可達0.651V,如果加入鐵圈到微生物底泥中,電壓可達0.823V。 本研究獨創的單槽式微生物燃料電池,構造簡單,電壓穩定,一次可以操作多個,有利於多種變因的探討。

不請「自來」,其「來」有「自」-屏東縣自來水普及率變遷之探究(以萬丹鄉與九如鄉比較為例)

本文透過文獻分析、搜尋政府開放資料、諮詢相關人員與田野訪談、問卷調查與水質實測的方法,輔以QGIS統計地圖與Excel統計圖繪製,企圖解答屏東縣長久以來自來水普及率低落而近年快速上升的原因與歷程。我們從沖積扇地形、水文洪枯與地下水位變化分析屏東縣長期以來自來水普及率全國最低之自然因素,再從用水習慣、使用成本等人文因素說明屏東人對地下水的執著。接著探究屏東縣長期用硬度高的地下水對生活的困擾與影響。近年來因為地下水井開始抽不到水、地下水可能受到汙染,以及前瞻計畫設備外線補助等政策支持,屏東縣自來水普及率快速提升。最後以自來水申裝人數最多的萬丹鄉及成長最快的九如鄉為例,分析比較兩鄉自來水普及歷程上的差異。

與eye同行,fun眼視界─抗藍護眼行動

研究發現更換較低色溫光源能減少藍光;日常生活中減少藍光的方法很多,但願意使用的人少,主要是因為減少藍光會讓視覺感到偏黃,或是光線昏暗,會有色差不舒服,所以大部份的人不愛使用。使用4000K色溫光源實驗時,「色彩恆常性」會讓人覺得教室的觸控電子白板螢幕變藍,此時順勢調黃(減藍)電子白板的螢幕,就可讓照明光源與螢幕的藍光同時降低,並以相機的「自動白平衡」功能模擬「視錯覺–色彩恆常性」,測試在較低色溫光源下,可將螢幕調黃多少而不被察覺;測量發現在4000K光源、不察覺螢幕變黃的前提下,調黃螢幕可降低27.0%藍光,由此可進一步找出防藍光APP使螢幕減少藍光又不影響色覺的解方。

膜透心思-薄膜滲透之研究

傳統的過濾器(如濾網、濾紙)是留下較大的物體而讓較小的顆粒通過孔隙,但液體薄膜(如皂膜)卻是相反的過濾機制,它允許大顆粒通過而保留住小顆粒且液膜在顆粒穿透後會有自我修復的特性。本研究以保麗龍球對皂膜的穿透實驗來探討球體大小、皂膜半徑、球體掉落距離、皂膜調配比例等因素對皂膜過濾機制的影響,並確認皂膜對顆粒分離「通過與保留」的選擇,取決於球體落下能量與液膜拉伸的表面能之轉換有著密切關係。

塵土飛不飛-土磚對揚塵抑制之效力分析

抑制揚塵是一項重要環境議題,本實驗嘗試利用含不同比例(0%, 3%, 10% w/w)樹葉粉的紅土磚,探討其抑制揚塵之效果。由抑制揚塵實驗得知,三種土磚塊,均展現良好的抑制揚塵效果。三種磚塊的平均密度(g/cm3)依序為:1.78±0.091、1.88±0.081及1.63±0.065,而在流量4 L/min、20分鐘的沖刷試驗中,其沖刷前後平均重量變化比例依序為:-25.30%、-2.79%及-0.64%。由各式土磚分析可知,含10%樹葉粉的紅土磚對雨水沖刷具有相對較好的抗性;此結果在植草試驗中,亦得到進一步驗證,可供後續實務施作參考。

珍珠新「葛」命—「抗性」珍珠生成之道

抗性澱粉是難消化的澱粉,熱量極低且有益健康。本實驗以樹薯與葛鬱金粉做成珍珠,利用冷藏及加椰子油來增加抗性澱粉含量。冷藏會使珍珠變硬,因此也探討影響珍珠彈性的因素,嘗試維持其彈性,其中發現煮水回溫的回復效果較好。我們觀察到冷藏能使兩種珍珠的抗性澱粉含量有效提升,但加油較無成效,同時珍珠冷藏回溫後彈性不變且維持較高含量的抗性澱粉。而葛鬱金珍珠不論經過何種處理,抗性澱粉含量都比樹薯的高,因此葛鬱金可作為更健康的珍珠原料。但經口感盲測後發現葛鬱金珍珠的口感較差,而由葛鬱金與樹薯粉各半製成的混合珍珠口感較受喜愛,未來可依此方式製作,並以適度冷藏回溫提升抗性澱粉含量,使珍珠健康又美味。