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第64屆--民國113年

皮革的泡澡攻略

在這次的研究中我們嘗試採用植物染的方式來染皮革,因文獻中並沒有皮革植物染的相關資料可以參照,我們參考動物性材質的布料如蠶絲、羊毛的相關文獻來設計實驗,染劑則選用天然的中藥茜草與山梔子。 研究中發現與染布不同的是,染皮革時要加入滲透液才能讓顏色更均勻附著在皮革上。而加入不同的媒染劑,可以變化染出來的皮革顏色,明礬會讓染劑在皮革上顏色變得更鮮豔;加入醋酸銅染出的皮革變成咖啡色;醋酸鐵會讓皮革顏色偏黑。浸泡時間的長短也會影響皮革的顏色變化,溫度也會影響皮革呈色,我們將變化依次紀錄,找出規律,從而在皮革上染出想要的顏色,最後塗抹表面處理劑防止氧化褪色,並配合皮革工藝製作出兼具美觀與實用的皮革文創商品。

渣渣變蚊香-讓咖啡豆漿再度飄香

咖啡渣、黃豆渣以及茶葉渣是每天會產生的高含水量食品廢棄物,造成了焚化爐的負擔並產生造成地球暖化的二氧化碳,我們結合了登革熱防治並照顧在地艾草農,成功的實驗出咖啡渣、黃豆渣與茶葉渣蚊香,其中又以咖啡渣蚊香成為我們後來製作與推廣的主力。 我們製作的咖啡渣蚊香,除了讓丟棄的咖啡渣再度被利用成為零廢棄產品外,經過我們的實驗,我們的蚊香在實驗室的 蚊子擊昏實驗中,半數擊昏時間比起市售蚊香的合格標準還要短,在學校內利用帳篷做實地的驅蚊實驗10分鐘驅蚊率達到83%以上,顯示我們的蚊香確實具有驅蚊效果,再者經由我們的空氣品質實驗發現,我們的蚊香在PM2.5及PM10上所產生的汙染數值都只有市售蚊香的三分之一。

惜食新選擇 — 打造零浪費午餐剩食地圖系統

本研究因應生活中觀察到學校營養午餐有許多剩飯剩菜問題,期待能讓食物在倒進廚餘桶前發揮終極價值,結合聯合國「2030永續發展目標(SDGs)」第二項「消除飢餓」的願景,設計一款在班級裡就可以知道哪裡有剩餘營養午餐剩食的「午餐剩食地圖系統」。首先,將裝有食物午餐菜盆放置在HX711秤重感測器設備上,再連接物聯網開發板ESP32;接著,以BlocklyDuinoF2編輯可連接Google試算表和Line群組的積木程式,透過無線wifi在特定時間內收集重量數據回傳到Google試算表、Line群組和Dashboard長條圖,讓大家能夠知道哪個班級還有午餐剩食可以取用,並知道班級已食用菜量與營養素含量,我們期待珍惜食物、減少剩食從校園開始,讓「午餐剩食地圖系統」成為校園午餐必備的惜食新選擇。

罩能膏守-桌上型電腦內部環境散熱與防塵節能策略之研究

本研究乃是以桌上型電腦塗抺散熱膏、風扇與防塵等研究,透過散熱與防塵策略,以達到其節能效果。在散熱膏研究中發現以0.2克五點降溫效果最佳;在風扇研究中發現以「前進風與後抽風」降溫效果更佳。在不同材質的過濾棉的研究中發現以「活性碳口罩」過濾細懸浮微粒效果最佳,並以活性碳口罩「最外層」的過濾效果更佳。在總結性評估中發現,散熱膏0.2克塗佈5點且加裝兩顆風扇「前進風與後抽風」與活性碳口罩「最外層」時,其降溫效果最佳。在總結性評估時測量電腦耗能,其耗電量約為0.01度,並無增加耗能,最後電腦內部積塵厚度為1mm,耗電量約為0.05度;積塵厚度為0.1mm,耗電量約為0.01度,能有效地節能。最後研發出磁吸式口罩架,隨時為電腦戴上防塵口罩。

用心良苦的單親媽媽─日本藍泥蜂(Chalybion japonicum punctatum)雌蜂築巢行為探究

本研究探究日本藍泥蜂 (Chalybion japonicum punctatum)雌蜂築巢行為,從2023年7月至2024年6月,觀察與記錄人工巢18巢,自然巢78巢,共96巢。研究發現:巢位選擇部分,雌蜂築巢無樓層、方位及棲地材質偏好,人工巢位第1、2圈平均築巢率53.3%,具聚集性;借坑性築巢特性部分,巢洞1cm以下最多,巢室1間最多,巢室尺寸2.77cm最多,封口與洞口距離多為0cm;雌蜂獵捕蜘蛛育幼,獵物2科4種,每巢約 14-20隻;羽化後殘骸1節以下佔62.01%,幼蟲攝食方式為啃食;完成雌蜂築巢行為譜,雌蜂有競爭、築假巢等護幼行為;白門平均有0.864669mg/g氨氮值,尿酸濃度為比壁虎排遺低、氨濃度與壁虎排遺相當,約400~600uml/L;pH值平均6.11,弱酸性;水份平均281秒滲入白門,具透氣性;較其他蜂巢門滲入時間長,較具防水性。

果皮模塑師

研發環保材料解決不可分解材料所形成問題,是全球的課題。我們研究目的主要是將果皮模製作成可以在生活中實際應用的複合材料。以火龍果皮為原料利用它的特性滾煮後釋放出果膠,和果皮所含有纖維、白蛋白作用模成果皮材料讓果皮完整的被利用。接著提升果皮材料的整體效果測試乾燥、添加、作用法後發現材料常溫靜置乾燥即可,碳粉可當作強化劑、砂糖可增加材料緩衝性、耐脆性和立體度,交聯作用可以讓材料有更多樣的塑形。為探究它的特性,自製多樣測試方法與裝置進行探究分析。最後根據材料特性製作出大面積薄膜還製作成水果網套、邦提圈更將材料模成具立體度嫁接球和複合多層果皮材料球以替代高爾夫球等,在生活中實際應用。

傳統市場顧客環境識覺與攤商地方感之研究

傳統市場是台灣市場文化代表性的地點,然而,現代社會中美式量販店與超級市場越趨普及,壓縮了傳統市場的生存空間。為了保存傳統市場的文化,政府近年積極推動傳統市場轉型,期盼為傳統文化注入新元素。而本組觀察到南門市場與黃石市場近來積極轉型,但轉型過程中卻產生很大的發展差異,攤商的去留、顧客的來量皆差異甚大。於是我們想利用地方感與環境識覺的概念,對兩地傳統市場的攤商進行地方感的訪談,顧客進行環境識覺及地方感問卷調查,企圖探究造成轉型過程產生如此大差異的原因為何?研究結果發現兩地攤商的地方感受到傳統市場政策規劃影響甚鉅,在顧客的環境識覺方面,南門市場的問卷調查結果也顯著較其他傳統市場較佳。

粼粼波光下的矽光子波導的傳輸奧秘

新聞報導「矽光子」是台灣未來重點產業,經老師解釋,我們學習到「矽光子」是將電信號轉成光信號在波導上傳輸。光可看是一種波動現象,我們嘗試能否從水波來了解波導原理?在實驗自製水槽中,針對小振幅淺水波的水波導現象與實驗變因進行探討。經多次測試:水波經過單通道傳播一段距離後,水波振幅在約30cm後衰減,而波導上傳播的水波可延波導傳遞更遠距離(>60cm)。 進一步以水深、頻率、壓克力條高度為變因實驗。結果顯示,須同時滿足波速比≦0.65以及起振水波半波長接近波導寬度才能實現水波導現象。 在異型波導實驗中,證明水波導有缺陷時,水波依然可以維持波形在水波導上傳遞。故展示利用小振幅淺水波在水波導上的傳輸,可以學習到矽光波導的傳輸行為。

Rangay-致命的衝擊力-泰雅重壓陷阱探討

Rangay是泰雅族的傳統重壓陷阱。泰雅獵人在Rangay陷阱機關中,為了使陷阱運作,運用許多巧思。而為了增加Rangay陷阱捕獲動物的機會,安置陷阱時,用了些物理原理來增加陷阱的殺傷力。我們就Rangay陷阱儲存殺傷力的科學原理重力位能開始探討,觸動機關後的衝擊力及能量釋放也都成為我們探討的主題。過程中我們認識了祖先流傳下來蘊藏在Rangay陷阱中的科學智慧。實驗研究後,我們對生活中的某些現象,也能以相關的物理科學原理來解釋。甚至在語文領域,也發現了與物理科學原理相對應的語彙。我們也利用實驗結果學習到的物理原理,對Rangay陷阱裝設做了些許微調。這是一次收穫豐富的學習,也讓我們更進一步的體會泰雅族的生活智慧。

觀音火山熔岩與其礦物比例分析

本研究透過親手磨製岩石薄片及數據化的礦物比例資料,探討觀音火山熔岩的差異與其分化關係。根據相關前人研究得知觀音火山經過五次噴發,共有七種不同的火山岩,比對地質圖於各地層分佈區域尋找新的出露地點共17處,進行田野調查記錄與空拍、採集標本,並磨製岩石薄片共14片,進行岩相觀察與礦物面積比例計算。 本研究觀察到觀音山熔岩有漸變關係,從普通輝石橄欖石玄武岩→普通輝石玄武岩→普通輝石安山岩→兩輝石安山岩→紫蘇輝石安山岩→黑雲母角閃石安山岩,符合鮑氏反應序列。並依據新的田野調查資料,修正觀音山圖資;建立火山噴發歷程模擬動畫;製作立體地形模型以瞭解地質地貌關係,皆可做為日後觀音山地球科學教育的參考。