第45屆--民國94年

我們從蠟燭燃燒不完全產生的碳黑層發現，它放在水中會有全反射的現象，進而得到碳黑層和蓮葉一樣具有疏水性，推想碳黑層也具有奈米結構，這種疏水性使得在兩碳黑層的夾層中的水位是下降的，與毛細現象的結果相反，我們還比較不同表面層的疏水性質，得到碳黑層甚至比蓮葉效果還好，只要小角度就可使水滴滾下，在測試不同液體時，我們發現，酒精及肥皂水會破壞碳黑層表面結構，使它不再具有疏水性，而蓮葉就不受影響，最後，驗證有疏水性的碳黑層在水中所受的阻力比沒碳黑層還小。

五重溪是伴隨我們成長的溪流，它貫穿整個安坑地區，和我們的生活息息相關。由於社區的大量開發和經濟型態的轉變，讓原本淳樸的山林小鎮－「暗坑」，開始有了文明病，所以我們五個校園醫生開始利用每個星期三下午和星期六的時間為五重溪進行21 個觀測點的採樣工作。在資料上，我們利用網路資源，在知識上，我們參加水質檢測研習，在實務上，則利用自行設計的檢測器具，並請老師協助我們取得相關的檢測工具，期能隊五重溪的水質生態變遷，做一完整的了解。我們由觀察河道中的水和它的周遭環境開始著手，再決定要檢測水質的項目，有：水樣外觀紀錄、混濁度、含氧和含氧飽和度、酸鹼值、氨氮、電解質、BOD??等，含氧是必須在現場馬上做的，其餘的水樣我們就帶回學校當天檢測紀錄。這些檢測出來的資料可以讓我們評估五重溪的水質，和分析歸納污染的原因，再討論如何進行宣導改善。經過了五個月左右（跨了三個季節）的觀察、檢測、討論、歸納和分析，我們依據河川污染指標（RPI）的分類指標，針對每個區段河流水樣檢測數據作討論，發現五重溪溶氧量在6.5mg/l 以上、氨氮在0.5~0.99mg/l（冬季會偏高）是介於輕與中度污染之間，但是很多數據（如：BOD 在5.0~15mg/l）也告訴我們如果我們自己沒有警覺性，很快的五重溪也會被生態殺手所攻陷，所以我們也提出一些看法、建議和落實改善的執行策略，當然我們也會持續研究，作五重溪的終身義工。

我們將前年研究淡水河沉積與沖刷作用所得結果簡略說明如下：（一）平水期：（1）河水因潮汐影響（感潮帶）退水過程沉積速率大於漲水過程。（2）在河流交會處（大漢溪與新店溪、淡水河與基隆河），沉積速率遠大於沖刷侵蝕的速率。（二）豐水期：（1）淡水河河道較窄處（如台北橋、關渡橋附近），沖刷速率約略等於沉積速率。（2）在河流交會處沉積速率大於沖刷的速率。（三）平水期河道的沉積物，主要來自都市廢水中的懸浮物質、有機物質及少量泥沙。豐水期沉積物質來源大部份是河水由上游搬運而下的泥沙。（四）感潮帶漲退的鹹水、淡水交界區在中興橋與台北橋之間。河水感潮最上游：新店溪在秀朗橋附近，大漢溪在浮洲橋附近，基隆河在汐止的社后橋附近。

我們想透過實驗研究，尋找如何將此飛行器飛得更遠、更穩，並找出它的黃金比例後，能將此富有科學探索精神的遊戲加以推廣，讓每位兒童都有歡笑童年。根據本次研究結果，飛行器之黃金比例為：※紙環周長：大的為16cm，小紙環為10cm。※紙環寬度：5cm。※吸管的長度：20cm。※紙張材質：以200 磅的西卡紙最佳，但以一般的影印廢紙即能有不錯的效果，因此不需另外花錢購買紙張。※發射的力道：越用力效果越好。※發射的角度：以20 度為最好。本次實驗過程中遇到三個主要的瓶頸。首先是飛行器製做過程兩紙環跟吸管間無法牢固以往是用膠水跟膠帶，後來不斷試驗才克服這個問題。第二是發射器製做，以往用手發射無法克服定量問題後來嘗試用橡皮筋、彈弓都無良好效果，最後才製造出效果不錯的發射器。第三是發射角度問題，拿在手中誤差大後來改用桌面、譜架都遇到困難最後改用鐵椅才克服問題完成實驗。

消長，是一種隨時間改變的現象，所以可以在野外中看到不同消長階段的群集結構。根據消長的定義，一個區域的優勢種會隨時間而改變，最後形成顛峰群集，不過，我們並沒有在校園中看到這種情形，所以推測有自然因素或人為影響，而使消長重來，若是干擾太頻繁，就會一直停留在消長初期。而校園是一種人為干擾度極高的環境，在這樣的環境下，群集的組成就代表一種停留在消長早期的特性。黃鵪菜是在校園野草的優勢種，所以我們檢測它們種子產量、傳播力、萌發率、抑制作用、土壤喜好，以分析它在校園中佔優勢的原因，發現到黃鵪菜符合消長前期植物的特徵。

課堂實驗幾乎都是在常壓下進行，我們將ㄧ些變化比較慢的現象，轉移到水壓之下進行，做了許多實驗後，發現有些具有壓力效應，有些沒有顯著的壓力效應，本文敘述的是溶解、擴散、萃取、滲透……等情形，這些現象都隨水壓的增加而增強。我們加壓的操作方法是利用樓梯間，從頂樓將半透明塑膠軟管充水下垂到不同的樓層，塑膠軟管下端密接小鋼瓶，水壓加上大氣壓最大可達到相當於2.6 大氣壓，因此，我們就可以在不同壓力下，觀察小鋼瓶內的化學現象。此外，我們探討不同大小的水壓下生成氣泡的現象，自行設計了氣泡實驗裝置，這個裝置可以在不同大小的水壓下生成氣泡，並且可以測量氣泡的體積。我們發現水壓愈大時，壓送空氣從水中生成氣泡的壓力也要增大，而生成的氣泡體積也愈大。

水黽是長輩口中的「水醬油」，很像油滴落在水面後擴散的樣子，所以人們又管它叫“醬油郎”。另一方面，因為水黽中、後足細長，移動速度又快，很像蜘蛛，所以也叫做「水蜘蛛」。水黽常營群棲生活，是肉食性的水生昆蟲，而這麼可愛的生物要叫人家不想了解牠也很難，以下便是有關水黽的研究成果。

蝴蝶是種常見的昆蟲，要觀察牠們其實並不困難，所以本研究將六種常見以芸香科( Rutacede )植物為食的大鳳蝶、黑鳳蝶、玉帶鳳蝶、柑橘鳳蝶、台灣白紋鳳蝶、烏鴉鳳蝶等做了詳實的生活史紀錄與各階段的差異。在傳統的蝴蝶分類都以型態來區別，製作生物分類檢索表是鑑定生物的重要工具之一，所以本實驗依據鱗片的型態製作出芸香科六種鳳蝶鱗片檢索表，此結果有助於未來研究蝴蝶初步鑑定的參考價值。

金門-一個擁有豐富水生資源的生物寶庫，藉由自然與生活科技課程中的相關經驗與內容設計，我們挑選學校附近水域中較為特殊也較易取得之代表性物種-負子蟲作為觀察及科學展覽的主題，從負子蟲的觀察與研究中，不僅讓我們對課堂上老師講解的內容更容易聯想瞭解，也讓我們對平時較少接觸到的水棲昆蟲具有更進一步的認識。本次科展作品中我們針對負子蟲的構造、雌雄辨別、棲息環境、食性、育幼行為、若蟲孵化過程、趨光性等等進行觀察與實驗，除了更深層地認識負子蟲外也間接瞭解到在捕捉負子蟲過程中其他各式各樣的水棲昆蟲，例如龍蝨、仰泳?、水螳螂、豉蟲、蜻蜓水蠆、豆娘水蠆等等，水塘的生態多采多姿，藉由這次的經驗讓我們持續認識這個偉大奧妙的生物寶庫。

我們發現當CdS 與ZnS 重量比以2:1 時，能在Na2SO3 及Na2S 的混合溶液中，照射日光產生氫氣，並能有最佳的產率38.18(ml/hr*g)，比一般直接照紫外光的效果更好。不只善用自然界的太陽能，還可以生成最乾淨"綠色"的能源－氫氣。我們以 CdCO3 和ZnCO3 做為產氫觸媒的原料，其為黃色的粉末，並以AA 原子吸收光譜儀求得樣品溶液中測得CdS 與ZnS 重量比為２：１。 把產生的觸媒放入以 Na2S 和Na2SO3 混合而成的溶液中，以鋁薄紙包覆以防受光實驗提早進行。把實驗裝置放在日光下照射，以一端管口所接的細量管得失產生氫氣的體積，進而換算產率。 我們的實驗裝置為密閉式的，並無循環裝置，故產氫量有限。未來的發展將是朝著大型開放式的循環系統，使氫氣能源源不絕的產生。 The production of molecular hydrogen upon sunlight illumination of the mixture of CdS and ZnS suspensions in the weight ratio 2:1 in Na2SO3 / Na2S solution have been observed. The best rate of evolution of hydrogen is 38.18(ml/hr*g), which has a higher efficiency than upon UV illumination. It not only make a great use of the solar energy, but also produce the cleanest “green” energy resource─hydrogen.