第63屆--民國112年

血跡試劑通常利用氧化還原反應，檢測樣品當中是否含有血紅素，現行卡斯特－梅爾呈色試劑成分為還原酚酞，並以肉眼判讀試劑是否由無色變為粉紅。因其呈色易與血液樣品混淆，本研究改用Python、OpenCV、numpy進行試劑呈色之飽和度分析，輔助判讀試劑變色變化，並以食用色素靛藍、亮藍取代酚酞，製備顏色變化不同的血跡檢測試劑。結果顯示還原亮藍顏色無明顯變化，而還原靛藍則可取代還原酚酞進行血跡鑑定，且試劑顏色判讀為紅色變為黃色或無色，不易與樣品混淆。在反應速率測試中，還原酚酞與酒精以體積1.5：1混合；還原靛藍與酒精以體積1：1.5混合，試劑靈敏度最佳，偵測極限分別可達10-4與10-3的血跡樣品濃度。

本研究自製模型屋、自製空氣清淨機、自製燒香拜拜神器，線香在拜拜神器內燃燒隔絕外部對流以降低汙染物對室內影響，利用空氣品質檢測器，檢測 TVOC、HCHO、CO、CO2、PM2.5、PM10，共6項濃度變化。實驗結果如下：49 ％民眾有燒香，燒香是重要祭拜儀式。燒香與汽機車汙染物濃度不同，且差異很大。拜拜神器清淨速率：TVOC、HCHO、CO、CO2、PM2.5、PM10線香燃燒完後，大約清淨2分鐘達到室內空氣品質標準，線香支數：可以清除燃燒3支香的污染物，建議燒1支香主要是HEPA過濾網更換成本較高。過濾網耐用度：每燃燒50支香後，平均濃度CO增加43.57PPM、CO2增加94.83PPM、HCHO增加0.045PPM、TVOC增加0.53PPM、PM2.5增加9.06μ g/m ³、 PM10 增加 13.11 μ g/m ³。成本：燃燒 200 支香計算每支香燒香成本 4 元。

我們查詢綠建築資料時發現可製造「透明木材」當環保建材，但相關資訊大多是介紹如何做出成品而沒有定量討論不同變因的影響，因此我們開始設計實驗探討不同因素會如何影響透明木的特性，並可將結果拓展至應用層面來推廣此綠建築材料。 實驗發現鹼性亞硫酸鈉法中的氫氧化鈉與亞硫酸鈉是以不同的反應機制分別將木片中的木質素溶解出來，濃度越高、溫度越高效果越好，但氫氧化鈉濃度或反應溫度過高都會有反效果；以極性質子性的醇類當溶劑效果最好，次佳為極性非質子性的丙酮；不同種類去木質素藥劑與木片填充物都可成功製出透明木只是成品特性不同；最後成功製出較厚的透明木得到較強的韌度與較好的隔熱率，為綠建築的應用增加更多可變性。

「跳躍」是生物界很重要的運動方式，跳躍行為在螞蟻物種中很罕見，300 屬螞蟻中只有4個屬能用腿部跳躍，台灣過去並沒有螞蟻跳躍記載的文獻。本研究記錄台灣特有亞種「矛巨山蟻」職蟻之跳躍的與滑翔動作行為，像是跳前觀察以及跳躍形式，並且觀察其空中動作，包括肢體動作，身體是否具有校正的能力，並利用風洞觀察其空中滑翔姿態，證明其具有「定向空中降落」的滑翔能力。探討引發矛巨山蟻跳躍之原因，像是逃離困境等，並對矛巨山蟻腿部構造進行分析，與其他螞蟻作比對，找出更多本土的跳躍蟻種。最後用高速攝影拍攝起跳的動作，估算其跳躍力學，與國外的碩眼山蟻跳躍文獻做比較，找出螞蟻跳躍的出力與速度，並且使用電腦分析軟體分析其跳躍能力。

本研究希望透過測試安全帽結構提升其吸收撞擊力能量能力，以期增加日常生活經常使用的安全帽之安全性。而根據過往經驗，我們選擇具彈性的橡膠墊、刮泥板及受力時可變硬且吸收衝擊力的非牛頓流體，以及作為改變安全帽結構的實驗材料，並在文獻研究後自行設計出縮小尺寸的安全帽結構模型（後文稱測試模型），與模擬安全帽遭受撞擊的裝置來進行實驗。從實驗結果與影像軟體分析及動、位能相關公式分析可知，橡膠墊、刮泥板及非牛頓流體對測試模型吸收衝擊力能量有幫助。我們也以此為依據討論將橡膠墊、非牛頓流體加入真實安全帽的可行性，期望以此研究對生活有實質性幫助。

研究校園樹種的類胡蘿蔔素含量及萃取方法製成的自製光合色素天然洗髮精。以分光光度計測量類胡蘿蔔素的濃度且計算含量，發現垂榕向陽葉的類胡蘿蔔素含量最高1.01(mL/100g)。經丙酮萃取再以4M氯化鈉溶液鹽析後，可得最高類胡蘿蔔素含量1.70(mL/比對照組增加39%的類胡蘿蔔素含量，能替代二次萃取的丙酮。以 LED燈光照垂榕，發現以藍光1600lux連續光照24小時/日後，可以達到最高類胡蘿蔔素含量變化率58.69%。以校樹 萃取出的類胡蘿蔔素加茶籽粉製成的自製光合色素天然洗髮精，經自製洗髮試驗裝置洗髮後，測量出洗髮水的導電度，發現去除模擬人體油脂量大於市售洗髮精，TDS279ppm，pH5.96呈弱酸，可維持人體皮膚健康，天然環保且成本低、製備容易，未來可應用至洗手乳。

本研究探討外加電位差變化對含羞草觸發運動的影響機制。我們發現含羞草葉齡會影響電阻變化量及閉合速率。使用9V以上外加電壓能使含羞草產生觸發運動，電壓越高能使閉合速率加快。長時間外加電位差刺激時，閉合會產生延遲現象，刺激時間越長閉合反應越慢，恢復時間也會延長，並影響鄰近葉片的閉合速率。外加電位差刺激會使葉片從負極到正極閉合，具方向性，推測電子流可使細胞膜外產生電中和，導致去極化產生動作電位，並引發離子通道開啟，使葉枕細胞水分釋出葉片閉合；長時間刺激造成延遲現象可能與通道持續開啟讓膜電位無法恢復有關。我們發現靜電也會引起觸發運動，且與葉片距離遠近會造成不同的閉合情形，推測與葉枕細胞的電子分布改變有關。

麵包蟲常被當作餌料或新興環保生物，研究指出幾乎什麼都吃，但經過一再實驗印證並非如此，飼養後所產生的蟲糞是另一個問題，除了可以當作肥料；我們想找出更多其他的可行性﹔是否也可當作再生材料，經由實驗探究可行性： 1. 蟲糞會受到不同食材影響而有不同的料源性質。 2. 蟲糞適合當作1.5cm以下，稚魚或小型魚、觀賞蝦的飼料。 3. 蟲糞可當作肥料化、飼料化與材料化的應用。 4. 蟲糞製成花盆或魚菜共生餵食，使植物生長良好與添加人工肥料生長差異不大。 5. 蟲糞優點： (1)蟲糞漂浮性高與溶失率低。 (2)沉底後水質污染速度低於飼料且可分解。 (3)稚魚攝食率高，減低剰食率達20%。 6. 黑水虻吃農畜廢棄物，麵包蟲解決葉菜、果皮廚餘，共同達成零廢棄物的友善再生循環。

這次科展主題是「毛」起來吸油，本研究主要探討人類頭髮的吸油特性，在不同情況下影響頭髮吸油量之因素的研究情形。為了要確保研究過程的準確性，我們在同一研究中使用同一批頭髮，並且自製「頭髮清洗儀」、「頭髮烘乾箱」、「吸油包投放器」。 研究發現，頭髮的特性之一就是親脂性，所以碳氫化合物會黏在上頭，頭髮表皮的毛鱗片因酸鹼、溫度等因素而合攏或張開，而毛鱗片之開合程度影響頭髮吸油量，經過研究發現，用暖風吹乾的頭髮吸油量可以達到原本重量的5.6倍，毛鱗片在高溫和鹼性環境下會讓鱗片張開製造更多的吸附空間，利用此處理方法製作吸油包，使之實際運用於家中廚房廢油清理或水面上汙油吸取。

由於觀察到許多高中生習慣在讀書時聆聽音樂或白噪音（white noise），因而引發研究者好奇聲音環境與讀書效果、記憶表現之間的關聯性。本研究以實驗法比較學生在不同聲音環境下的記憶表現、專注與心情的自我認知；並以問卷法分析影響學生選擇不同聲音環境的因素、聲音環境選擇對成績的影響。研究結果發現，學生選擇音樂的原因是音樂能使心情變好，然而實驗發現在音樂的環境下受試者有記憶表現不佳的情況，受試者本身亦認為在音樂的表現下較不專注。而聆聽不熟悉的音樂時的記憶表現，比聆聽熟悉音樂時的音樂表現更差。實驗中受試者在白噪音環境下記憶表現較佳，由問卷亦發現讀書時傾向選擇白噪音的受訪者，其校排成績也較高。