第62屆--民國111年

本研究主要探討台灣西部鹽楔型河川是否能進行鹽度差發電。首先找出最適合的電極材質，並運用不同鹽度搭配RO水，模擬上下游之鹽度差發電與不同鹽度的搭配組合，模擬表底層之鹽度差發電。實驗顯示此方法可行且我們又從中調整發電設置，配合潮汐調查愛河河段鹽度後，選定中都橋、願景橋、龍心橋，觀察表底層鹽度與實際運用愛河河水進行鹽度差發電實驗，考量發電功率與穩定性，最終選址於願景橋，進行表底層之鹽度差發電，並計算愛河河段鹽度差發電之經濟效益。最後我們比較前鎮河、愛河及淡水河在大潮時從乾潮至滿潮河川沿岸表底層鹽度分布，並實際進行河水表底層鹽度差發電，比較兩者發電功率及經濟效益。

魚鱗是很好的食材，製作成魚鱗凍費時費工，只好丟棄；我們想透過科學探究，找出省時省力的方法製作營養價值高的魚鱗凍。實驗前製作SOP，可降低操作誤差，提高實驗的再現性；實驗後針對結果及問題討論並提出對策，由結果可知探究方法是正向且有效率的。 本探究分成三大部分，第一部分是找出壓力鍋熬煮的最佳條件、魚鱗研磨時間及魚鱗與水的比例。第二部分是自製和市售魚鱗凍的差異比較，結果顯示自製的數據均優於市售(密度增加1.2%、固含量增加188.8%、熬煮時間節省62.5%、抗氧化力提升17.9%)。第三部分是比較不同花青素水果的抗氧化力，再以抗氧化力較佳的水果製作成花青素魚鱗凍。最後由紅色火龍果魚鱗凍勝出，也就是我們的研究主題「魚」「龍」共舞。

市售膠帶為了讓黏性增加會塗上黏膠。本次科展我們研究製作可重複用無殘膠的乾式膠帶，其實驗分為如何製作乾式膠帶，以及比較校內樹葉、生活用品與塑膠材質為模版製作的膠帶。實驗結果發現便宜的白膠可做為乾式膠帶的主要原料；而表面越光滑平整的樹葉所製作出的膠帶掛重會越重；生活用品以塑膠材質做出的膠帶掛重最好；我們也發現塑膠模版分子含有氧原子或具極性所製作的膠帶掛重較高，其中又以聚乳酸（PLA）作為模板所製作的乾式膠帶掛重最佳，單位面積掛重為415g/cm2。為了取得方便，我們以聚碳酸酯（PC）為模版，將白膠加入適量過濾水所製作的膠帶掛重最高（單位面積掛重>541.83g/cm2），最後我們也將所製作的膠帶成功黏貼在鐵櫃、冰箱、白板、磁磚上掛重。

菱角有豐富的營養素，但高含量直鏈澱粉圖礙澱粉被應用的機會，本研究在探討不同烘乾溫度做出的菱角澱粉特性，以及了解添加海藻酸鈉和乳酸鈣產生的菱角晶球特性，希望對菱角晶球了解可以提供菱角粉被加工利用的機會。研究發現烘乾溫度越高，得到菱角澱粉顆粒越小，糊化溫度提高，黏度下降。添加海藻酸鈉除了可延緩生菱角粉的沉澱、增加糊化後黏度值、更能減少老化現象。正向晶球作用可做出實心的菱角晶球，0.25％的海藻酸鈉濃度，得到的晶球成球性最佳。菱角晶球在溶液中保存的效果各有不同，浸泡在純水或鹽水中，晶球會變重變軟；浸泡在糖水或酸性溶液中，晶球會變輕變硬。反向晶球做法雖不利晶球成形，但仍可形成不同口感的菱角凝膠。

本篇研究以矽藻土為原料，藉由添加無機物及抗菌材製作一兼具多孔性及抗菌功效之複合材料，為了製作高比表面積的氧化鋅粉末，以自行組裝改良式直接沉澱裝置，比較反應溫度、體積流率以及滴定速率對產物粒徑的的影響，在材料造孔實驗方面，採用精鹽、硝酸鉀以及過碳酸鈉作為造孔劑，以溶解方式形成孔隙結構。由實驗結果得知，矽藻土經摻混水泥砂可獲得極佳的成模強度，而改良式直接沉澱法證實降低體積流率以及提高反應溫度皆可有效提升產物的比表面積，當反應溫度由25°C上升至60°C，所製備的奈米氧化鋅粉末的比表面積可達15m2/g以上，約為原先的5倍左右，將含有68nm 5%ZnO的多孔性矽藻土複合材料進行抗菌實驗，在水相環境下對於大腸桿菌的抗菌率可接近100%。

本研究應用海藻酸鈉和甜菜紅素螯合重金屬能力及海藻酸鈉交聯作用製作海藻酸鈉晶球。並將富含甜菜紅素的火龍果汁稀釋液與海藻酸鈉混合後做成甜菜紅素晶球，比較兩種晶球在不同條件下移除銅金屬離子能力，得知兩者在不同濃度之銅離子溶液中靜置40分鐘反應可達平衡。且由溫度效應、酸鹼效應及濃度效應之實驗結果得知在25℃，pH=5，不論100或1000 ppm Cu2+，皆為甜菜紅素晶球移除率較海藻酸鈉晶球優。不過當高溫、強酸及保存多天的條件下甜菜紅素晶球的移除能力會逐漸下降。另外，比較晶球在25℃，pH=7下，移除1000 ppm不同重金屬離子(Co2+、Ni2+、Cu2+)之能力，得知甜菜紅素晶球的移除率皆優於海藻酸鈉晶球；此外，海藻酸鈉晶球移除能力為Co2+≅Cu2+>Ni2+；而甜菜紅素晶球移除能力為Cu2+>Ni2+ >Co2+。

為了能製作出糖吸管，查閱文獻後發現雖然有不同材質的環保吸管，但沒有利用糖製成吸管的紀錄。經實驗後發現糖(50g)與水(45ml)的比例為10:9，再加入添加物糯米粉1公克，即可形成吸管但不好脫模。由於糖的黏著性強難以脫模，歷經五代不同模具的改良，終於製作出容易脫模的糖吸管。糖吸管的物性分析如下：水溫越高吸管的重量百分比減少越多；水溶液pH值越低吸管重量減少百分比越多；糖吸管會受環境濕度100％影響，糖吸管於兩天時重量減少達52%。成功製造出的糖吸管甜度為2~2.8，比市面上飲料的三分糖還不甜，側面和垂直耐重各為3300公克和855公克，本研究成功製作出糖吸管，如果將來量產可以取代塑膠吸管，對環境保護能有助益。

本實驗有兩個主軸，一為探討寧海德林試劑條件的最佳化，另一則為探討以寧海德林法在指紋中分辨男性、女性指紋的可能性。從如何採取人體指紋開始，我們針對每個環節進行篩選，發現在流汗的狀態下指紋中有相對濃度較高的胺基酸。我們由警政署的寧海德林法配方做改良，亦加入了一些變因探討，最終將其應用於不同性別指紋的判別。另外，我們也嘗試模擬在不同材質表面留下的指紋，以求實驗的廣用性；亦在寧海德寧試劑中添加不同離子，期望可以透過顯色的改變以強化男性、女性指紋顯色的差異並以肉眼辨別之。雖然在不同材質的表面之應用與添加不同離子的試驗中結果不如預期，但本實驗仍提供一個簡易、辨識度佳的寧海德林檢測法，可以從指紋的顯色情形輔以影像處理來分辨男性、女性的指紋，亦可由此推測男性的指紋中含有的氨基酸濃度相對較女性高。

對視障者而言，一般人習以為常的行走也變得十分困難，本研究希望透過電腦視覺充當他們的靈魂之窗，提供視障者更友善且能夠提升交通安全的輔助裝置。本研究使用樹莓派搭配網路攝影機與光達感測器接收影像與距離資料，將資料傳至伺服器後利用物件辨識演算法辨識障礙物種類，並辨識結果與距離回傳至樹莓派，當前方出現障礙物時，裝置能透過耳機即時發出警示音告知使用者。本研究也透過雲端減輕裝置運算負擔以達成減少耗能及縮小裝置體積的目標，讓裝置能夠像眼鏡一樣讓使用者得以辨識前方物體的種類與距離，輔助視障者避開行走路徑中的危險，進一步保障使用者的安全。

在本實驗中要探討八種豆科植物萃取物之抑菌能力，從所選的豆科植物之種子分別用水與酒精進行濃縮萃取。研究目的是為了開發以天然植物為主的抗菌物質，減少對環境的污染及危害。針對校園衛浴設備的水槽、地板、小便斗、馬桶進行採樣。實驗中選擇各設備菌落數最多的菌種單獨分離出來進行抑菌能力之實驗。在抑菌能力中會從濃度和劑量等兩方面去探討不同豆科植物的抑菌能力，並與酒精一同比較抑菌能力。結果顯示本實驗所選用之豆科植物:紅豆、花生、黃豆、四季豆具有抑菌能力，在加入酒精一同比較後我們發現黃豆、花生、四季豆與花生之抑菌能力高於酒精。在閱讀相關文獻之後，我們判斷豆科植物中可抑菌的物質為黃酮等酚類化合物。