第61屆--民國110年

太平溪下游的堤岸種類分為全水泥、水泥+石頭、水泥+石頭+磚塊、水泥格子磚（中間泥土地）、泥土（四周用水泥格子磚）、泥土（中間用水洗石子地做間隔，分成兩塊或三塊的地）和泥土斜坡（中間用泥土坡道來分成兩段），我們想要了解施工堤岸工程的不同對於其生態的影響。進行多次觀察後，發現各自的優點、功能（或功用）、以及對於生物通道的影響，本研究發現太平溪下游堤岸施工種類眾多，因此我們評估這些堤岸施工鋪面是否適合生物通道，並針對阻礙生物通道的堤岸鋪面，提出解決的方案。希望透過這項調查能喚醒大家能讓人類與生物共存，不要破壞自然的生態環境。

本研究文獻探討並將碾米後剩餘的稻殼灰為主要原料製備鋅結晶釉及實驗含稻殼灰之鋅結晶釉的各種變化並以溫度控制法，將美麗的矽酸鋅結晶體留下來，研究結果含50.66%稻殼灰釉式升至1240℃後，在40分鐘快速降至成核期在攝氏1120度，持溫1至7小時均能產生美麗的結晶。產生結晶的氧化鋅重量百分比為25%，若想追求藝術上的美感，氧化鋅重量百分比可在26~30%為佳。結晶成核時期的持溫時數，與結晶核數量及結晶最大粒徑成正比。鋅結晶生成燒製須以氧化的氣氛燒製，還原燒的火焰及缺氧狀態會干擾結晶生成。含50.66%稻殼灰之釉製成建築磁磚用釉在硬度及耐酸鹼測試均滿足台灣CNS磁磚品質規定，使用廢棄稻殼灰為主要原料製備氧化鋅結晶釉可大幅減少釉用原料成本。

紅茶，是日常生活中常見而且是我們愛喝的飲料之一，偶然發現紅茶表面漂浮著一層酷似油的白色物質，覺得很好奇。後來拜訪茶葉專家、查詢資料也設計實驗，展開一系列有關紅茶乳化的探究與實驗，得到相關研究結果及建議如下： 1.會產生乳化現象的紅茶其實含有較豐富的成份，有機紅茶是不錯的選擇。 2.運用100℃或40℃之RO水以1:50或1:75的比例泡茶。 3.建議泡茶時可以多次拉動茶包，使茶葉在水中跳躍，釋出茶中物質。 4.維持茶溫或是讓茶溫急速降低，較不容易產生乳化現象。 5.從電解實驗得知：負極的茶水區比較有反應，我們推論茶葉中的兒茶素趨於和金屬離子產生反應，所以我們推論喝茶能有助於人體排毒(茶中的兒茶素能吸附人體中的不需要的金屬離子)。

上美術課時繪畫有許多缺點例如乾燥時間不易控制、要長久保存需要加保護油，放置地點要控制溫濕度等。我們的實驗想要製作可以簡單長期保存的顏料，首先尋找高分子聚合物酚醛樹酯當基底，加入穩定的亞麻仁油以及異丙醇當溶劑、再添加色料，最後加入可以均勻混合溶液的乙酸異戊酯來製作成顏料，此顏料黏性適中能畫在各式材料，例如畫紙、玻璃板等上面，且具有塑膠特性，如果沒有被太陽光長期直接照射，不容易分解、退色、發黴、不被蟲咬、不會發黃、變色或裂開。可以取代油畫與壓克力顏料。此外可以精簡油畫器材，方便攜帶，減少運送的重量與體積，可以解決油畫從中世紀以來的長久問題，為美術材料一大突破。

本次實驗主要討論鈷化合物與鈷配位化合物的顏色變化，透過實驗中改變藥品劑量、加熱時間以及加溫時間後得到反應的最高產率，並觀察鈷化合物顏色的變化情形，改變反應物的量不會造成顏色變化，製作過程中改變加熱時間對顏色變化也不會改變，而鈷綠顏色在溫度高時會變成黑色，而鈷配位化合物鈷黃在高溫時會產生顏色變化。 在加熱過程中我們發現鈷黃顏色有明顯的漸變，在100~190度之間顏色變為橘色，而190~240度之間會呈現咖啡色 ，大於240度粉末會呈現黑色，當溫度在100~190度內，冷卻後橘色粉末會變回黃色。故把鈷黃塗在紙上，做成檢測排煙管溫度的試紙來應用，也利用此變化現象做成會變色的圖畫跟火災時門的簡易溫度檢測。

諸羅樹蛙（Zhangixalus arvalis）屬於樹蛙科（Rhacophoridae）為台灣特有種青蛙。研究者調查發現，在嘉義市頂庄里及新店里共有九處諸羅樹蛙的棲息地。在2020年3月至2021年4月間，於新店里農場進行的研究顯示：諸羅樹蛙共有五種叫聲，為整夜鳴叫的青蛙，在當日晚上7時至8時之間出現高峰，而過了翌日凌晨1時，鳴叫時間長度有再次上升的趨勢，凌晨3時之後才下降。相對濕度、水池水位高度、是否下雨以及氣溫都是影響諸羅樹蛙各種鳴叫聲次數的環境因子，其中水池水位高度越低，各種鳴叫聲出現的次數越高。未來從事諸羅樹蛙棲地調查時，建議使用晚上7時到9時的鳴叫高峰期進行棲地調查；在進行棲地改善時，水池水位高度為0～10公分最為合適。

我們從小說及電影中認識隱形斗篷，並對於隱形斗篷的存在感到驚奇。因此想探討它隱形的原理，並嘗試自製簡易的隱形裝置。我們初步以（1）文獻探討法（2）調查法（3）實驗法（控制面鏡及透鏡之不同種類、大小、位置、光束射入的角度等變因）（4）暗箱法進行研究，探討隱形原理，達到研究目的，擴展研究成果，讓更多人喜歡研究科學。

本研究先合成出奈米金溶液，改變不同碳數(3，11，12)的硫醇與奈米金結合，再利用羧酸根抓取水中的無機汞。觀察其溶液顏色的改變，自製Arduino快篩器，預警偵測放流水中汞離子濃度。 本研究發現奈米金溶液接上3-硫醇丙酸（MPA），配製標準汞離子溶液0、2、4、6、8 ppm，並加入對Hg2+有較強作用力的2 6-吡啶二甲酸(PDCA)試劑，用以提升快篩器的靈敏度。將分光光度計測量吸收度與濃度檢量線關係(R^2=0.99)，與自製快篩器(R2=0.96±0.01)比較，具有一定的可信度，並實際應用於放流水的快速檢驗。本研究的汞離子檢測方式，具有特殊選擇性，結合IoT的快篩器，可迅速得知自然水體中Hg2+濃度，大幅降低傳統檢測的成本。

本研究來自於YOUTUBE網站很熱門的影片～「太乙飛豬」飛行器的好奇，太乙飛豬是一種以摺紙方式製成的紙製有翼飛行筒，以自由落體投放時，能出現滑翔前進、盤旋等狀況。研究以改良的製作方式及自製投放裝置，針對紙製飛行筒的製作方式、機翼有無及造型、筒身配重及造型等因素，進行飛行效果的定量實驗。實驗方式測量飛行筒投放後的飛行時間、距離，並記錄飛行軌跡、落點分布，配合簡易風洞及慢動作錄影，確認各項因素影響飛行效果的結果。研究結果發現「中空環狀、上短下長的有尾造型，及前緣適當配重」的飛行筒是造成穩定飛行的主要因素，可能因白努利定理產生升力，而機翼的構造反而不利穩定飛行，但能製造「迴旋」的飛行效果。

leidenfrost effect”是水滴能在熱表面產生蒸氣層並隨機跳動。我們便設想利用此特殊蒸氣層達到讓水滴往固定方向前進，甚至優化其加速結構。 我們設計 (角度θ=30°、45°、60°)×(高度h=1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm)共9種具數學意義的微結構。測量微結構在(160°C -350°C)溫度下水滴的速度、生命週期，並獨創「珠光粉慢動作攝影」研究形變、熱流。 我們提出未有文獻紀錄的空腔體積、有效接觸面、水滴外部形變機制、內部熱流循環等機制。利用上述資訊建構運動模型，發現θ=60°、h=1.0 mm水滴有最快的速度。且發現高溫段(表面溫度≥300℃)，任何微結構，生命週期差距都極小。我們獨創性提出水滴在微結構下“leidenfrost effect”數學模型，理論值與數據吻合，成功解釋水滴的運動機制。