第45屆--民國94年

原為台泥採礦道路的佐倉步道，隨礦區廢棄現已規劃成生態步道，成為花蓮市郊登高健行、拜訪自然的絕佳選擇。但是，去年的冬颱過後造成滿目瘡痍，暴露出此處有崩塌、地滑的疑慮。藉由實地的地質調查，分析此處可能造成的地質災害，觀察邊坡的防護工程，尋找需補強改善的地段。步道全長3950 公尺，距入口處約450 公尺與約820 公尺兩處的擋土牆，前者因設計不良而後者因地質敏感有高度崩塌的危險性，需立即改善。此外，整段步道的護坡工程也有設計不當與施工粗糙的問題。建議有關單位加強護坡工程體檢，並於地質敏感區設立警告標示，以維護遊客安全。附帶一提，此處的生態豐富之外，也有珍貴的石灰岩地形，希望有關單位能設立解說牌以增進遊客的地理知識。

研究目的在探討如何製造不同功能性的再生紙。研究先研發一套基本製紙法，再找出較佳的處理紙模型方式，配合添加物，產生各類再生紙；並以自行研發的工具測試比較各功能性。研究發現：去水至近乾程度且加壓的紙模型乾製後紙面效果較好；各乾製法的比較在速率及紙面平滑度是熨燙法最佳；紙感則以冷凍製紙較柔順。無添加物的冷凍紙較易吸水；添加玉米粉與太白粉的熨燙紙最強韌；添加洋菜粉的熨燙紙最光滑；而添加玉米粉及吉利丁冷凍紙最柔軟。建議未來研究可繼續拓展此研究空間，探討更多不同特性的添加物製成的再生紙。

自然與生活科技課程中學習到以力學觀點設計建築物，加上洪水沖斷橋墩的事件頻傳，因而引發我們想設計模型來實驗，探究理想橋墩的動機與行動。經研究後發現：橋墩形狀不平整、迎水面大者，受到水流沖刷力較大；不厚實的橋墩支撐力量分散、易斷裂；迎水面大、造型不流線的橋墩周圍，砂石被掏空的多，侵蝕嚴重，易造成橋墩不穩固而傾倒，橋墩數目越多、越靠近河道中央承受較大的水流沖刷力。因此綜合以上實驗結果我們建議理想橋墩的迎水面及背水面均為流線圓弧造型，最好能以抗侵蝕的金屬保護；而側面要狹窄以減少阻力和侵蝕力；設置橋墩的間距不宜過密、靠近中間的橋墩要更堅固並派人定期察看並適當填補砂石於掏空較多的迎水面區域，以防橋樁裸露、傾倒。

本研究是對磁鐵同極相斥特性、磁通密度加成性、磁性材料導磁特性進行研究。由實驗發現，非金屬都不會被磁鐵吸引，但也不是金屬就可以被磁鐵吸引，如銅、鋁就不會被磁鐵吸引。另外，由實驗發現，磁鐵的排斥距離與靠近磁鐵物品的種類、形狀、大小與放置位置都有關。靠近磁鐵的鐵線越粗、鐵線排列越緻密與鐵線在4.50 cm 以內時鐵線的長度越長，越能縮短磁鐵的排斥距離。在本研究中亦發現，(1)磁鐵排斥距離與10.00 cm 長導磁材料的線徑呈線性減少關係；(2)在10.00 cm14#鐵線相距180 度下，磁鐵排斥距離與磁鐵的磁鐵的磁通密度呈線性增加關係(3)當14#鐵線長度小於4.50 cm 時，鐵線排列距180 度、90 度、45 度時，磁鐵排斥距離與鐵線長度亦呈線性減少關係。另外，由本實驗也可了解鐵線如何影響磁鐵磁力線分佈。最後，本研究選擇磁通密度為3000 高斯的磁鐵，加上磁鐵同極相斥及片狀導磁材料導磁易形成『片面之磁』的特性及水的浮力原理成功做成『上升水位監測系統』及『下降水位監測系統』，這兩個系統可應用於河川水位警示。

南國田字草是一種浮葉性的水生蕨類，匍匐莖細長，橫臥在水中泥土或濕潤土壤裡，葉四枚對生於葉柄頂端，依生長環境不同，可分為水生葉及陸生葉，水生葉又分沉水葉、浮水葉及挺水葉三種。孢子囊群聚集特化成堅硬的孢子囊果，長於葉柄基部，孢子有大、小孢子兩型。四種葉形在氣孔分布密度上有相當的差異，澱粉含量以沉水葉最少。南國田字草陸生葉隨著晝夜交替，具有週期性的睡眠運動，每天葉片開啟的最大角度和閉合時間有一定的時間範圍。黑暗期受光照干擾或連續照光、日夜顛倒，皆影響葉片的開閉時間與速率。

驚奇：一副牌經過特殊的洗牌方式─逆序之後交疊洗牌一次，可以洗出四條不管花色的「青龍」，研究到最後，我們發明了「類鴿原理」：存在ｎ個區間，每個區間必須「剛剛好」ｍ個物件，當「第ｎ區間」最上面的一個物件，進入「第１區間」時，「第１區間」最上面的一個物件，勢必會被推至「第２區間」；而「第２區間」也因為「多了一個物件」，勢必將原本「第２區間」最上面的一個物件，推至「第３區間」；使得原本「第３區間」最上面的一個物件，推至「第４區間」；…，依此類推「第ｎ區間」，使得「第ｎ區間」補足ｍ個物件。

一、由指針偏轉方向可知，相同電極時，電解質濃度低的一邊是陽極，濃度高的一邊是陰極，而且濃度差愈大，電流愈大。 二、一般而言，任何一個濃度差電池，我們能寫出下面的公式：E= Eo - 0.059 / n * log[Mn+]稀 / [Mn+]濃 三、不同電極時： (一)如果陽極電解質的濃度大於陰極電解質的濃度時，則電流隨著陰極電解質的濃度減少而電流減少，且兩電解質的濃度差愈大，電流愈小。 (二)如果陽極電解質的濃度小於陰極電解質的濃度時，則電流隨著陽極電解質的濃度減少而增加，且兩電解質的濃度差愈大，電流愈大。 四、由第三點可知，純就Zn-Cu電池來講，要使電流加大，則需ZnSO4的濃度小於CuSO4 的濃度且兩者濃度差愈大愈好。 五、由指針偏轉方向可知，相同電極、相同濃度的電解質時，溫度高的一邊是陽極，溫度低的一邊是陰極，而且溫度差愈大，電壓愈大，電流愈大。 六、不同電極，但電解質濃度相同時，陽極電解質的溫度大於陰極電解質的溫度，或陰極電解質的溫度大於陽極電解質的溫度，對電流影響都不大。 七、由第六點可知，純就Zn-Cu 電池來講，要使電流加大則溫度影響不大。 八、棉線鹽橋產生的內電阻，和棉線鹽橋長度有正變的關係，和棉線鹽橋截面積成反變關係。 九、由第八點可知，純就Zn-Cu 電池來說，要使電流加大，則鹽橋長度要短，與溶液接觸面積要大。 十、廢電池不必急著丟掉，隔一段時間可再使用，或底部挖洞浸鹽水，再用蠟燭油密封，可使用一段時間，或在酒精燈旁烤一下，即可再使用兩三次。 十一、廢電池真的不能用了，拆開裡面有碳棒、鋅殼、電解質，可再利用： (一)碳棒:做電解水、電解CuSO4的電極。 (二)鋅殼:可做Zn-Cu 電池的鋅極，或可作為改良式的Zn-Cu 電池。 (三)電解質:包括MnO2、ZnCl2、NH4Cl、碳粉，其混合可作為2H2O2→2H2O+O2的催化劑，可作為MnO2+4HCl→MnCl2+ Cl2+2 H2O的氧化劑。 十二、本次研究內容，不像以前全國科展如何增加Zn-Cu 電池的電流、電壓，我們只是探討課文的文字敘述及廢電池的再利用。 十三、應用實驗： (一)製作出一棵不必插電，卻能閃閃發亮的聖誕樹 (二)探討電線著火，不能用水滅火的道理

本文從模擬太陽光在大氣層中折射開始，我們利用玻璃水族箱盛食鹽水，從箱底到液面，食鹽水濃度由飽和到稀薄呈連續性漸層變化，由於這種介質與大氣折射環境類似，成功觀察到呈現弧形的太陽光，再由太陽光這種連續折射的情形，導引了太陽光在大氣層中色散的模擬實驗，以及透過大氣層觀看太陽的模擬實驗。太陽光在大氣層中色散的模擬實驗中，發現了物體影子具有彩色輪廓的現象，解析這種現象時，發現相同概念可以解釋黃昏天色所以偏紅的原因。透過大氣層觀看太陽的模擬實驗中，以測量值檢視了視覺位置與實際位置的不同。最後是利用傳統照相機拍攝太陽在晨、午、昏時的照片，從照片中太陽大小的差異，推論大氣折射的影響。

藉由這次的科展機會，我發現想要買到純正的蜂蜜，是可以透過一些科學的方法來辨識的。首先，可以從外觀的色澤、黏稠度、結晶情形、氣泡多寡與大小、有無雜質、沉澱物及標示等來辨認蜂蜜是否為假貨；再者，利用測定蜂蜜的酸鹼值、葡萄糖比例等，也可知道蜂蜜是否純正。經過這次的研究發現：所謂的一分錢一分貨並不是完全正確的，有時是花冤枉錢買到人造蜂蜜，令人懊惱不已：從今以後，可以買到純正的蜂蜜，應該是此次最大的收穫吧！

裂褶菌為一種食藥用菇類，近年來之所以能受到大家的注目，是因為其可提煉出滋養強壯藥，含有特殊之抗癌作用物質-裂褶菌多醣。此多醣體已被諸多實驗證明可降低血脂肪，治療心臟病、高血壓，抑制癌症細胞的生長等。目前市面上已出售含有裂褶菌多醣體的養生食品。而乳酸桿菌是人體腸道活益菌中最普遍的菌種群。且也已被報導可提高人體免疫力， 但是目前國內尚未發現任何有關探討有關裂褶菌與乳酸桿菌相互關係的研究。因此，本研究第一部份即在固態培養基上，探討具有不同型態及大小裂褶菌子實體對乳桿菌產生的抑菌效果。結果發現中型且扇形子實體對乳桿菌的抑菌面積 (裂褶菌型態以恰可覆蓋裂褶菌的那個圓之直徑來表示)略大於中型而菌傘邊緣曲折型的子實體對乳桿菌的抑菌面積，而子實體為大型或小型時，其對乳桿菌的抑菌面積則較小。顯示裂褶菌子實體的型態與大小與其對乳桿菌的抑制效果有一定程度的關係！本研究的第二部分，探討久為人類食用的香菇和裂褶菌在密封針筒中，經綜合酵素作用後產氣量的比較。結果發現，裂褶菌不論在產氣量及速度上皆遠高於香菇。顯示裂褶菌比香菇更易與綜合酵素作用。另外，在培養裂褶菌過程中，發現腎形及邊緣曲折型的子實體，在無光照、極少量通氣的條件下，較易產生白化現象。 白化部分發生於子實體上半部，當將白化子實體接種於含有食用色素之培養基上時，發現大部分白化菌傘有染色現象，但白化菌傘之邊緣依然維持白色，推測此部分可能含有疏水性物質或其他可阻斷水溶性物質通過之物質。(因食用色素為親水性)此部分，仍有後續實驗待探討。