第62屆--民國111年

紅茶菇為酵母屬、醋桿菌科和乳桿菌屬等五類微生物的共生物（Symbiotic Culture of Bacteria and Yeast）。菌膜為醋酸菌代謝產物其吸水性極高但培養結束後棄之可惜，研究者嘗試找出菌膜增厚方法和應用價值，建議培養時將菌液、菌膜並用最好，以100ml紅茶、60ml 接種菌液、9g菌膜與20g糖配製成培養液加蓋在25-29°C環境微幅震動培養最佳。果汁以西瓜培養液菌膜最厚但較紅茶培養減少30%。菌膜平均吸收水重量約為本身的2.65倍，透過電子顯微鏡一探菌膜的層次結構，探討結構與厚度關係中發現厚菌膜更能保濕。應用乾菌膜吸墨後適合替代印台內的海綿。另外自製菌膜面膜貼合率較不織布面膜高出32%，脫去醋酸的乾菌膜面膜易保存，溼的菌膜面膜可在土壤中分解相較於不織布面膜更具實用與環保價值。

「微飛沫」是新冠病毒傳播途徑，在密集空間風險更高。飛沫受氣流或通風系統影響，我們探討在非流通的空間，使用隔板方法，增加防疫效用，減少病毒傳播。實驗得知：1.微飛沫軌跡追蹤與分析：以噴霧瓶噴發螢光水溶液，模擬飛沫噴散，經紫外燈照射，清晰拍攝噴沫飛行軌跡及殘留情形；以Image J軟體分析計算，量化飛沫殘留量。2.隔板位置：高度45cm時，距離50cm為佳。3.抽氣過濾裝置：隔板下緣加裝抽氣裝置，飛沫朝隔板流動，總殘留量減少50%，以自製第一代微型抽濾裝置可降低30%，並具殺菌及過濾 (可抽換熔噴布或Hepa濾網)效果。4.第二代微型抽濾裝置：改良一代缺失，採抽氣隔板與過濾盒組裝方式，可連接個人過濾盒或多人共用過濾系統，節省空間並具商業價值。

這次科展的主題是會『呼吸』的落水頭，目的是要了解如何解決排水管氣體堵塞，導致排水不順暢的原因，並且解決問題，讓落水頭可以排水順暢。在實驗的過程中發現，使排水不順暢的原因是排氣管內的氣體和排出去水的體積沒有達到相對等的交換，一旦克服這個困難，排水就可以相當的順暢，在自製的落水頭中設計了排氣通道使排水順暢，有排氣通道設計的落水頭排水時間大幅縮短超過原本時間50 %以上，大幅縮短了排水時間，在此次的科展研究依照實驗結果：排氣孔通道比例要大於外套管和內套筒的通道，且在防止異物的罩子入水量要大於排水量，按照這樣的原則就可以打造出一個可以讓排水更為順暢且防止排水管異味還可以阻擋小昆蟲的落水頭！

運水車翻覆的新聞，讓我們膽戰心驚，為什麼運水車會翻覆成四輪朝天?消防車的水又為何低於半滿水位時，需要漏光比較安全?在五年級自然【力與運動】中，得知物體受力時，運動狀態可能會改變。本研究探討水箱的水重，水箱有無隔間及水箱形狀對運水車行駛時的車速變化影響。透過自製傾斜穩定度檢測器，發現不同水量下，半滿水位的八角柱水箱，所能承受的翻覆角度最小，因為水往低處流，水又比空氣重，造成重心偏移而翻覆；相同水量下，重心最低的三角柱水箱能夠承受最大的翻覆角度。 根據實驗結果發現，裝滿水、有隔間、都可以降低水的搖晃程度，減少水的質心因慣性流動而不斷偏移中心的機會，可以降低車子翻覆的機率。

近年來「碳中和」是全人類追求的目標，本研究利用非貴金屬(鐵、鈷、鎳)離子形成前驅物為2-甲基咪唑配體的沸石咪唑骨架和前驅物為雙氰胺、葡萄糖反應物的類石墨相氮化碳，再鍛燒生成可導電的催化劑，將上述兩系列的催化劑分別搭配使用氣液分隔的氣體擴散電極進行電解還原CO2，再由氣相層析儀分析產物並計算法拉第效率。目前合成出的鎳金屬類石墨相氮化碳催化劑(Ni SACs@NC)最佳，在電位-0.52V時，高選擇性生成CO，其法拉第效率高達99%，而目前已有成熟工業製程能將CO轉成合成氣，再製造許多具經濟價值的有機產物，所以我們開發的新環境工程，找到一條碳循環的新路徑，有助於加速達成「碳中和」，為人類永續發展做貢獻。

橫山書法公園是許多民眾及學生的絕佳休閒景點。園區內除有書法藝術館，更有一處埤塘存在，此埤塘便是再生計畫的實例。我們想知道使用者對於埤塘的認知與了解程度，及使用者對於橫山書法埤塘公園的滿意度和想法。透過文獻回顧，我們使環境識覺獨立一個構面，而滿意度構面分成三部分，分別為埤塘景觀、休閒調適及公共設施。本研究主要探討環境識覺與滿意度之相關性，我們假設當使用者對於埤塘的認知程度高，滿意度也會呈正相關。故設計問卷量表，並使用嚴謹的統計分析及審查流程，最後發放正式問卷給使用者進行填寫，進行問卷結果分析。根據後續分析，我們發現當環境識覺程度愈高時，滿意度也會愈高，兩者呈顯著正相關，驗證了我們起初提出的假設。

蛋白凝膠富有彈性、保存性及營養，除了可食用也有多種加工特性，是肉製品中不可或缺的配料。若能控制凝膠的特性可使其更加貼和市場的需求以應用於乳化型肉製品或火鍋料等食品，故我們以此為出發點來研究不同變因對蛋白凝膠的影響。 實驗發現蛋白混合液的最終pH須12以上才會變性形成凝膠。加入金屬離子可減少帶負電的蛋白質分子間相互排斥的靜電力；+2與+3價之金屬陽離子與+1價離子相比，更能提供蛋白分子間更多的連結點來形成凝膠。蛋白液溫度實驗顯示溫度越高凝結越快但最大強度越弱。 另外，添加不同種類的醣對凝膠強度有不同程度的加強。最後，我們對凝膠成品進行烹煮加熱，烹煮溫度越高，成品強度便降得越低，甚至使凝膠結構快速崩解。

氣候變遷引發降雨異常，每當強降雨造成金門低窪區域積水成災，不僅校內外意外頻傳，甚至發生觀光客「游」金門，出動橡皮艇幫遊客脫困，因此以SDGs為首要目標，設計加速排水的防災創意智慧格柵，縮短積淹水時間，減少災害發生，開創永續防災新局面。 首創輪軸格柵效益最佳，並校園實地埋設縮短積水時間，小朋友滑倒意外減少。且向縣府報告研究成果，建請納入施工設計及建置滯洪井池，已獲大大肯定與讚揚，將請相關單位研擬由低窪潛勢熱點試用。 我們也在重大淹水區實作成效良好，防災創意智慧格柵既可讓水流大量流至滯洪設施，減少災害發生，又可保存水資源供應民生用水，而非浪費流至大海，更可減少依賴向中國大陸購水需求，共創「三贏」何樂而不為。

氮污染無所不在，水源硝酸鹽污染是農業發達地區居民長期面對的問題，且脫硝作用中間產物亞硝酸鹽，對人體危害甚大。因此我們透過測量天然雜草(地毯草)溶液的氧化還原電位、還原力、自由基清除能力，證明地毯草具有強抗氧化力與還原力。藉由田口式實驗法規劃探討影響地毯草還原降解硝酸鹽之可能參數，由統計分析結果確認使用乾燥地毯草劑量18.75 g/L與硝酸鹽濃度50 mg/L的水體反應24小時，為地毯草降解硝酸鹽的最佳操作條件，而持續反應48小時則可完全降解亞硝酸鹽副產物。反應過程中總酚濃度介於100~200 mg/L，並且利用光譜全波段掃描反應溶液得知，250~325 nm區間有明顯吸光程度，代表多酚成分兒茶素之存在。經由本研究成果證實地毯草可釋出多酚物質有效降解硝酸鹽。

民眾在生活採買與準備食材中，經常面臨一些問題，例如：忘記冰箱食品而導致重複購買與浪費、食品放置過期…等。因此我們提出一個可以解決上述問題的系統，藉由影像辨識來判斷食品品項與移動軌跡，藉此建立冰箱內部的食品清單，並且可透過冰箱觸控螢幕與手機APP，查看與設定清單內容。針對無法辨識的食品，系統可以學習訓練建立影像辨識模型，並針對現有的食品類別進行增量訓練，提高辨識食品的準確率。藉由本研究所提出的系統，可以學習與辨識各項冰箱食品、設定過期提醒通知，與冰箱異常偵測，協助使用者有效且便利地管理冰箱雜物、掌握冰箱的狀態。