第45屆--民國94年

壁癌，建築學上稱之為白華現象，是生活周遭處處可見的建築體問題，其發生歷史悠久，地域廣泛，至今未有十分完善的解決方法。細究其發生過程雖然複雜，基本的生成原理卻是建材縫隙毛細滲水過程中，水、空氣、鹽質的交互作用下，一種耐人尋味的成分晶體析出現象。本研究將自毛細滲水與離子晶析的觀察角度出發，廣泛取樣生活中實際混凝土材料自製簡易試體，對此現象進行詳細的試體模擬探討，主要分為兩大部分：第一部分將藉由改變材料與滲透水等的各項性質，針對可能影響其滲水現象與晶析環境的諸多變因進行實驗模擬，晶析結果歷經晶析觀察與EDTA滴定分析，配合實驗過程中的監測資料，以求得白華現象與各項因子間的相互關係；第二部份將針對混凝土凝合原理，自行設計微量拌和添加物，以改良材料降低其滲水性，進而達到防癌效果，初步研究發現添加界面活性劑極具成效，以期對壁癌問題能提出具體而有效的結論與建議。

本研究旨在探討地震到達一定程度時電源能自動跳電和自動關閉瓦斯的方法，其次分析地震感測器安裝在牆壁上與安裝在櫃子上的差別，並以地震體驗裝置探討「單一固定方向地震」與「水平垂直方向同時作用之地震」之震動大小有何不同。本裝置能防止地震造成的火災，減輕地震災害以降低人員的傷亡與財物的損失，再地震發生時能自動處理一些用戶無法完成的安全動作，增加地震時逃生的機會。本研究藉由台中縣消防局之地震體驗車，進行了各項地震實驗，包括各震度之地震跳電實驗、固定方向與水平垂直方向同時作用之地震實驗以及地震感測器不同安裝位置實驗等，以驗證本安全裝置能依用戶之不同需求，自行設定地震跳電級數，在發生有感地震且達到設定震度時自動啟動安全裝置。本研究經由實驗及統計分析的結果，獲得下列結論：一、採用無熔絲開關(附跳脫線圈及警報接點)、自製地震感測裝置以及瓦斯專用電磁閥等，即可達到地震到達一定程度時電源能自動跳電和自動關閉瓦斯。二、地震感測器安裝在牆壁上與安裝在櫃子上的差別，在於安裝在櫃子上會有較大的震動，因此地震感測器建議安裝在牆壁上，已達到正確偵測地震震度之目的。三、經地震體驗裝置實驗得知，「水平垂直同時作用之地震」與「單一固定方向地震」之震動程度相近，因此同級地震搖晃一個方向和搖晃兩個方向的地震相比較，在共同方向的震動大小並無不同。四、地震時啟動逃生裝置之方法，是利用地震感測器去觸發無熔絲開關之警報接點，即可啟動逃生安全裝置，接著系統就會自動關電、關瓦斯、開啟緊急照明以及啟動緊急疏散的語音廣播等。

在高中數學第三冊中我們剛了解圓與球的性質，再加上國中常接觸到許多正多邊形其內切圓及外接圓的問題。這令我們聯想到：是否所有多面體都有內切球與外接球？若有，它們間的關係又是什麼？恰巧，化學老師在課堂上提到了由六十個碳原子構成的C-60 模型，而我們發現，以數學的角度來看，“C-60 ” 是由數個正五邊形與正六邊形所構成的立體圖形。在我們與數學老師討論後得知這種由十二個正五邊形與二十個正六邊形所構成的立體圖形就是所謂的”巴克球”，且從數學刊物上看到”巴克球為最接近球體的多面體”。這引發了我們的興趣，因此我們決定就這方面的問題展開討論。

本實驗在探討彈力常數較小的彈簧（即彈簧鉛直懸掛時，受重力影響即可伸長的彈簧）鉛直懸掛，待其靜止後使其落下，彈簧底部的暫時性靜止的現象猶如地心引力消失一般。利用攝影技術，將彈簧落下過程合成為一張合成圖以利觀察。我們由合成圖中發現：(1)彈簧鉛直落下過程中彈簧底部有暫時性靜止的現象；(2)彈簧頂端落下過程為近似等速度運動的現象；(3)當底部開始運動之後，整體彈簧質心受重力作用作等加速度運動，但彈簧頂端部分瞬間速度有減緩（相較(2)之速度）現象。因此我們進一步設計一連串的實驗，研究彈簧基本物理量與此現象間的關係，但其關係並不明顯，最後將彈簧落下過程的運動模式加以模擬、討論。

探討在非理想狀態下影響1.牛頓擺碰撞之能量傳遞與2.單擺週期的因素。在牛頓擺實驗中，拉起一側的鋼珠，當釋放時，鋼珠(擺錘)將重力位能轉換成動能，並經由與其他鋼珠的碰撞而將能量逐步傳向另一側，使得另一側的鋼珠因能量增加而擺動，且撞擊顆數洽與談起顆數相同，然後鋼珠又延反方向撞回，如此反覆傳遞能量，史牛頓擺持續的擺動。但因能量不完全傳遞，以及鋼珠彼此間的摩擦、空氣阻力的影響等因素，使兩側的鋼珠擺動振福因能量減少而逐漸變小。在此討論撞擊與被撞顆數(擺錘)、擺錘質量、擺錘能量、擺錘種類、擺長，對其碰撞(能量傳遞)次數的影響。在單擺實驗中，單擺每次擺動皆因擺錘與空氣阻力的摩擦而消耗能量，使擺動的振幅與高度會漸漸減少。在此討論擺長、擺角(小於5°)、擺錘大小、擺錘種類及空氣震動的激烈程度對週期的影響。

我們利用氧化還原法，將HAuCl4 水溶液加入一還原劑，如維他命C，以形成金奈米粒子，改變維他命C 的濃度和劑量，以及反應時溫度，探討不同反應條件下金奈米粒子的顏色變化及聚集程度，並用紫外光-可見光（UV-vis）譜儀器加以鑑定。 實驗發現，在室溫下隨著維他命 C 劑量提升，紫外光-可見光譜的吸收波長愈小，顏色則由紫色變成紅色，而在加熱條件中，則發現金奈米粒子溶液多為紫紅色，表示金奈米粒子間粒徑變大造成UV-vis 光譜向右偏移；而在對照實驗味精溶液中，由於味精本身不具有還原力，不足以還原HAuCl4 以形成金奈米粒子，造成溶液呈現藍紫色，甚至產生沈澱。

酵母菌分為麵包酵母和酒麴酵母，大致呈橢圓形單細胞的形態，有一點點異味。酵母菌發酵時需要有糖，但是糖的濃度增高，發酵速率不一定增高。不過酵母菌濃度愈高，發酵就會愈快。酵母菌發酵時最喜歡在新鮮的環境中，所以蔬果汁愈新鮮，發酵的速率就愈快，另外，用來發酵的蔬果汁如果煮過了，就會破壞促進酵母菌發酵的物質，發酵的狀況就比新鮮時還差。如果把酵母菌放在酸性、鹼性及含鹽的溶液中，是不適合酵母菌生長的，但是放在沙拉油裡面，卻不會抑制酵母菌的發酵。而有酵母菌的地方，黴菌是不容易生長的。

本次的活動，堪稱為一個典型的「行動研究」，期望能藉由探究的活動，嫻熟科學探討的方法，並經由實作過程獲得科學知識和技能，進而運用生活中的常見物品來製作科技。其活動過程是在瞭解潛水艇的原理以及浮力的特性後，經由尋找手邊可利用的各項材料與資源，進行各項實驗活動，成功的自製一艘能潛入水中的潛水艇。

鬼針草家族的管狀花花柱脫落後，其下的子房拉長成為瘦果；瘦果上的倒勾刺乃由宿存萼片變成，藉此構造附於動物體上而到處散播，之後種子由倒勾刺的另一端發芽。大花咸豐草競爭能力遠勝於多數野生植物，唯有芒草可相抗衡。大花咸豐草、鬼針草須有光線才能誘導其發芽；鹽分對發芽亦有很大的影響，當鹽濃度達1﹪時，可完全抑制大花咸豐草發芽；而鬼針草在0.75﹪時即完全被抑制。大花咸豐草能贏過鬼針草的主要原因為壽命較長和枝葉茂盛。

科技並非一朝一夕而成，許多科技和發明都是經年累月，所產生的。追溯到春秋時代魯國的工匠發明家魯班，其發明中最為人稱奇的便是木馬車。木馬車乃運用現今稱之為「連桿機構原理」所製作成類似馬匹行走的機構。連桿原理是依據所需之運動位移，設計出連桿組以達成預期的拘束運動。連桿裝置運用在現今的機構上是相當普遍的，例如腳踏縫紉機和腳踏車的曲柄搖桿、摺布機和汽車雨刷的雙搖桿、汽缸的曲柄滑塊、碎石機的肘節機構… … 等．皆是利用連桿原理組成的各式機構。故依魯班木馬車之原型，運用連桿原理融入新的創思改良，使機械馬不需依附拖車，就可以四足獨立行走，追求更擬真馬的行走狀態。