第65屆--民國114年

本研究探討自然聲音對植物生長與防禦機制的影響，並評估「聲音農藥」在農業中的應用潛力。我們測試了流水聲、雨水聲對黑豆發芽與植株生長時其根生長向性的影響，以及蟲啃咬聲對小白菜葉片被害程度及防禦機制的影響。結果顯示，在流水聲與雨水聲環境下，黑豆植株的根部傾向於朝向聲源方向生長，尤其在缺水環境下更加明顯，顯示植物可能利用聲音信號調控根部生長方向。此外當小白菜暴露於蟲啃咬聲時，其揮發性有機化合物（TVOC）釋放量增加並有效降低紋白蝶幼蟲的啃食行為，證明聲音刺激可觸發植物的防禦機制。 本研究的發現支持了聲音可作為非侵入性環境因子來影響植物生理反應，並為未來發展環保型農業防治技術提供了新的視角。

本研究以台灣大蟋蟀（Brachytrupes portentosus）為研究樣本，選定苗栗縣竹南鎮崎頂子母隧道作為研究樣區，探討族群數量變化與生態習性。將樣區劃分為A、B、C三個，並於2023年7月至2024年12月進行一年半的觀察記錄。結果顯示，台灣大蟋蟀的洞穴數量會隨季節與環境條件變化。春季平均孔洞數為35（個/月），夏季增至51（個/月），秋季則降至7個（個/月），冬季回升至16個（個/月）。數據顯示，秋季孔洞數量最少，推測與成蟲繁殖週期有關；夏季為終齡若蟲活躍期，孔洞數量達到最高峰。此外，飼養觀察發現台灣大蟋蟀具有藏食行為，會將食物帶回洞穴內食用，甚至將部分食物堆置於特定區域。這項發現顯示台灣大蟋蟀具備特定的食物儲存策略，對其生態適應性與行為提供新的研究視角。

本研究觀察臭巨山蟻（Camponotus obscuripes）處理同伴屍體的特殊行為。我們在三年間注意到，螞蟻基於巢穴衛生有「屍體清除行為」（necrophoresis），但在特殊狀況下 臭巨山蟻還會搶奪同伴屍體和搬屍繞行行為。我們進行一系列的實驗觀察，嘗試證明一些假設，最後得到以下結論： 一、臭巨山蟻在搬屍繞行同伴屍體時的行為與「屍體清除行為」有所不同，繞行行為通常在探索新環境時出現。牠們會將同伴屍體從棄屍場所搬出、舉起屍體在新環境四處移動，還會將屍體散佈在新的環境中，最後再將屍體移回棄屍場所 。 二、螞蟻在搶奪屍體的選擇上，可能與死亡時間有關。 三、螞蟻與其搬運的屍體之間不存在特定的配對關係。

本研究研發出最適植物萃取液配方：洛神花3滴、黑豆1滴、紫莢長豆2滴、紫色高麗菜2滴與蝶豆花7滴。建構出具穩定性、連續性與高辨識度的天然酸鹼色階圖卡，於pH1～14範圍內產生自然清晰的協同變色反應，顯色漸層分明，辨識度高，成功取代市售指示劑。 探究初期以水萃法提取植物色素，觀察其顏色與稀釋後的色彩變化；接續將各萃取液滴於 pH2～13標準溶液中，運用電腦影像軟體分析RGB色彩參數，量化其變色趨勢。 探究發現，市售指示劑於全pH範圍內的顯色反應缺乏連續性與辨識度。因此更進一步評估植物色素間的協同效應，調整配方比例，提升色階表現整體性。最終優化配方具清晰的變色反應，整體效能優於市售指示劑，展現教學與綠色化學之應用潛力。

水漬常見於日常生活中，許多人都因它難以清除，或因錯誤的清潔方式，使其變得更加明顯而感到困擾。我們可以藉由探究水漬殘留的因素，實驗各種清潔方式，進而找出最佳的清潔方法。 本實驗首先分析影響水漬殘留的因素，例如水的成分及擦拭方式。透過加熱石灰水，我們製作出水漬。接著，我們調配不同濃度的檸檬酸清潔劑，測試其清除水漬的效果。經過多次實驗，我們發現檸檬酸清潔劑的濃度比例為8公克檸檬酸比100毫升水時，清潔效果最良好。此外，我們進一步進行輪軸實驗，結果顯示，纖維長度越長、抹布孔隙越小，清潔效果越好。 本研究發現了清潔水漬的最佳方式，希望這些發現能幫助人們更輕鬆、有效地去除水漬，保持環境清潔，減少日常生活中的困擾。

本研究探討以粉筆灰、鐵鏽、及銅粉的混燒物製成粉鏽銅光觸媒，成功運用於二氧化碳的還原、抑菌、及分解有機物。首先探討粉筆灰、鐵鏽、銅粉的最佳混和比例條件，將粉鏽銅光觸媒塗佈在玻璃片上，進行光催化功能試驗。研究中，利用高壓釜及微波爐進行鍛燒，使用自製簡易工具，用於光催化降解、抑菌、二氧化碳還原、透光度等測量。結果顯示，以粉筆灰3公克、鐵鏽1公克、及銅粉1公克比例燒成的光觸媒，於紫外燈365nm照射3小時有較佳的光催化效果；將蛋白質降解最多，較能抑菌，及吸附二氧化碳轉為醇類。每天將粉鏽銅在365nm紫外光照射3小時，其光催化效率可維持至少七天。研究顯示，粉鏽銅確實有效降解有機物、抑菌，還原二氧化碳效果。

市售動力沙和史萊姆流動沙這類玩具很療癒，我們十分好奇，想以身邊隨手可得的材料製作，透過觀察與動手實作，歸納出動力沙配方：白色沙畫沙、矽膠、玉米澱粉以10:2:1.5比例調出加入顏料，成品特色能壓模、混色及有若即若離感。白膠史萊姆流動沙配方：以140ml溫水與3g硼砂調成硼砂水，用15ml白膠浸泡於70ml硼砂水中製成史萊姆，加入40ml石英砂。膠水史萊姆流動沙配方：調出相同比例硼砂水，用20ml膠水和20ml硼砂水做成史萊姆，加入45ml石英砂。最後添加壓克力顏料、液體食用色素或色粉調出色彩迷人、流動感佳、能混色、塑形、壓模、60g白膠與膠水史萊姆流動沙分別延展 52.5cm與71.7cm，可比擬市售史萊姆流動沙視覺美感。實驗成本低、易操作，動手做玩具的過程非常有成就感！

本研究探討胭脂樹籽（婀娜多色素）的特性及其應用，並分析其在不同環境中的行為。結果顯示，人工紅色色素如紅色40號與蘇丹紅顏色鮮豔且穩定，但可能對健康有害；相較之下，天然色素較安全，但易受氧化、光照與溫度影響，穩定性較低，保存期較短。實驗發現，胭脂樹籽色素在60-80°C顯色最佳，高於100°C則顏色變淺；其在酸鹼性溶液中隨pH值變化而改變顏色，最適環境為中性至弱鹼性。光譜分析證實其具橙紅色特徵，適用於食品、化妝品及纖維染色，並兼具環保與無毒優勢。綜合而言，婀娜多色素在天然染料應用上潛力廣泛，能提供穩定且安全的色澤效果。

想做出又大又通透的銨明礬結晶，在濃度上可以選擇15g/100ml，因為濃度太高會凝聚在一塊，顏色不透明；濃度太低則無法形成結晶。 冷卻速度太快，結晶體積會變小；而冷卻速度太慢，會造成結晶偏白且體積也變小。所以使用保溫袋做適度保溫是不錯的選擇。 另外減緩蒸發(結晶量少、尺寸小)、使用蒸餾水(各方面與自來水差異不大)、重複養晶(體積增加、但透明度減少)以及流動(量多但細碎)等變因影響都不是很正面。 適度添加硼酸、稀硫酸及溶解溫度降低可以提升透明度；而氯化鈉與硼酸(溶解溫度60℃)的添加則會提升結晶的尺寸。最重要的是總量增加(濃度不變)的方式不僅可以讓結晶的尺寸、數量皆增加，而透明度也很高，是體積增加但 透明度不減的關鍵！

連續雨天引發穿拖鞋上學是否安全的討論，我們發現課本裡對水與摩擦力的關係探討有限，因此透過實驗研究四種水量（0mL、5mL、30mL、67mL）下，不同類型鞋子（運動涼鞋、拖鞋、慢跑鞋、登山鞋）、地面材質（磨石子、標線、通學步道、柏油路）、重量（38g、500g、1000g）和鞋紋（樣式、數量、外框）與摩擦力的關係。結果顯示，在磨石子地上，拖鞋遇水就滑，應避免穿著；運動涼鞋、慢跑鞋、登山鞋相對防滑；柏油路防滑效果最佳，標線遇水就滑；重量可以增加摩擦力；沒有特定的鞋紋樣式能在四種不同水量下都有高摩擦力；鞋紋數量多和無框設計有助防滑。影響摩擦力的因素很多，未來還可以進一步研究鞋底材質與步行方式等的影響。