第46屆--民國95年

我想設計製作一個能自動抽出部份空氣的收藏盒。我希望這個收藏盒能夠一直保持在固定的較低氣壓(和自然環境比較起來)，如果它會滲入空氣的話，我希望當滲入的空氣達到一定的量，它會再自動抽出空氣。我利用四年級自然課所學習到的馬達和電路的開與關和幫浦，再加上我自己想的薄膜型氣壓反應裝置(利用手術用手套製成)，經過許多次的修改、調整，才完成這個新發明－會自動抽出空氣的收藏盒。接著，我要用自製的收藏盒來存放食物類和金屬類的東西，來比較它的防霉、防鏽效果是否優於一般的保鮮盒。

兩點赤鍬形蟲是臺灣常見的鍬形虫，廣泛分佈於海拔 200~1800M 左右之山區；在韓國南部、中國東南部也有兩點赤鍬形蟲的的蹤跡。我們選擇兩點赤鍬形蟲為主要研究對象，在成蟲產卵觀察中飼養箱基質為木屑的產卵木中雌蟲的產卵量較高，幼蟲的成長速度較快，基質為培養土的產卵木中的產卵量較少，幼蟲的成長較慢。幼蟲飼育過程中我們發現留在產卵木及大整理箱未經干擾的鍬形蟲幼蟲成長情況最佳，主要的原因是在產卵木及大整理箱裡食物充裕，生活空間比布丁盒大又保持穩定的溼度和溫度；至於布丁盒填裝的基質容易乾燥再加上活動空間狹窄所以幼蟲成長緩慢。鍬形蟲為完全變態的昆蟲，生活史依序為卵、幼蟲、蛹和成蟲。幼蟲在飼育一段時間後會選取一個穩固安靜的地方整理出橢圓形空間後靜止不動並逐漸縮短變成後蛹。經過了這次飼養鍬形蟲的經驗，我們體驗到鍬形蟲是生活在大自然的昆蟲勇士，完整樹林的生態和殘存的朽木都是保育鍬形蟲的重要條件。

構樹的葉子形狀可稱得上千變萬化，常見的葉形有三種，分別是心形葉、缺刻狀葉和深\r 裂葉（三裂、五裂）。不同的環境下植株葉片的形狀有很大的差異，在陰暗處以心形葉居多，\r 陽光充足之處則以缺刻狀葉和深裂葉為主。依照實驗觀察發現構樹的葉形轉變有著規律性，\r 由心形葉→缺刻狀葉→深裂葉，原先為五深裂葉的葉片並沒有改變，陰暗處生長的心形葉，\r 葉上表皮表面積和葉長比值為2.455，為了要爭奪更多的陽光，便朝接收陽光面積較大的缺刻\r 葉（比值2.766）以及深裂葉（比值3.660）的方向轉變，而在陽光充足地方生長的構樹，由\r 於深裂葉已能有效的吸收陽光，便不再改變其葉片的形狀。在陽光充足處生長的構樹，深裂\r 葉的細毛數量比心形葉多且長，可反射多餘的陽光避免植株過熱，以免散失太多的水分，而\r 心形葉則為了要得到更多的陽光，避免長出太多及太長的細毛。利用增加光照時間來探討構\r 樹葉形變化的實驗中發現：延長光照六小時組最早出現葉形的變化，也有最多的葉片由心形\r 葉轉變成缺刻狀葉。但延長光照二小時和控制組（延長光照零小時），這二組在觀察期間，葉\r 形都沒有發生變化。由實驗結果我們推論，適度的增加光照時間可加快葉片形狀的轉變。

本研究，從如何吹出又長又持久的管狀泡膜開始，設計一套可以穩定控制吹氣的裝置，以兩段式吹氣的方式易吹出管狀泡膜，分析其生成過程、外形，發現穩定的矛頭(管狀泡膜前端)有一特定的形狀。以 Laplace 公式算出各位置的壓力，由連續方程式算出通過各位置之空氣流速，並探討兩者之間的關係。由吹出管狀泡膜的臨界條件算出清潔劑溶液的表面張力為 0.018 N/m。另外，在拉環實驗之中發現，管狀泡膜可以穩定的存在。

中文摘要 植物體在生長發育的過程中，有許多必要的營養素，一旦缺乏這些營養素，植物的生長 狀況會產生問題，不但會抑制植物生長，植物對外界的免疫力也會跟著下降。在台灣，水稻 不僅是台灣人賴以維生的糧食，更是台灣人引以為傲的作物。但台灣高溫多濕的海島型氣候， 適合多種稻作病害的發生，紋枯病及白葉枯病就是危害台灣稻作主要兩種病害。這些病原菌 的感染直接限制了該土地中植物的生長和生物的存活，間接的影響人類的生活。 本研究中，以水稻為實驗對象，我們主要探討六種水稻生長所必須的營養素：鈣、鎂、 鐵、鉀、氮、磷和水稻之間的關係。我們將水稻種植在缺乏某種特定元素的培養基中，觀察 其生長的異狀，以便於得知某特定元素對於水稻生長發育的影響為何。之後，再將缺乏各種 營養素的水稻及營養素供應正常的水稻，分別感染白葉枯病病原細菌及紋枯病病原菌，觀察 受感染的水稻之損傷程度，並檢測受感染植株中過氧化氫酵素活性的變化，試著歸納出其防 禦機制和營養素之間的關係，期望對其防禦機制能有進一步的了解。 英文摘要(Abstract)\r When plants grow up, there’s a lot of necessary nutrition. Once plants lack of this nutrition, some problems will occur. It can cause plant growth retardation and decrease the immune ability to the surroundings. Rice is a main cereal in Taiwan, and we are all proud of it. However, rice is frequently attacked by many pathogens , such as Xanthomonas oryzae pv. oryzae and Thanatephorus cucumeris. The infection directly limits plant growth and survive of organisms, but also indirectly effect life of human. In this research, we study the effect of nutrition deficiency such as nitrogen , phosphorus, potassium, iron , magnesium and calcium deficiency. First , we cultivate the crops on the media which lacks of some specific nutrition. After intensive observes on the plants, we can slightly discover the relationship between these nutrition and the plants. After the plants are infected by the pathogens (X. oryzae pv. oryzae and T. cucumeris) in two weeks, we record the spread of the lesion size resulted from the infection. The changes of Peroxidase activity after infection are also studied. We hope we can get a deeper understand about the immune system of rice.

人體細胞因代謝作用而產生自由基，這是一種對細胞有利亦有弊現象。但是假如過度累積自由基則會嚴重影響生理功能，甚至導致死亡。過去研究知道鹼性電解水，是一種自由基的清除劑。但是並沒有實驗證明藉由喝電解水，可以清除動物體內自由基的並影響壽命證據。我們利用果蠅來測試餵食鹼性電解水，是否足以影響斷食後的存活率。令人驚訝的是，研究結果支持鹼性電解水對禁食後果蠅存活率可能有幫助。果蠅體內因斷食而導致氧自由基失衡的時候，鹼性電解水可能透過中和自由基，減少對細胞的傷害。但是，我們也發現鹼性強的電解水似乎對體質比較弱的個體(例如 Prx-1 突變種果蠅)，幫助比較大，對體質比較強的個體(例如雌性野生種果蠅)，不見得有助益。換句話說，本實驗結果支持果蠅在極端營養不足壓力下，餵食電解水可以提高其存活率。

氣味能被吸附嗎？吸附後重量會增加嗎？甲醛是病態大樓症候群的元兇，要怎樣才能偵測得到？能模仿生物嗅覺模式組裝靈敏的甲醛偵測器嗎？這些引發出我的興趣。先利用炭材吸附蚊香味，以活性炭吸附 0.02g/g 最好，片狀竹碳磨碎後吸附增加 32 倍！但稱重法靈敏度很差(5900ppm)。為了改進，模仿生物的嗅覺模式以金屬氧化物晶片為接受器，吸附氣味後將改變電壓傳到示波器顯示，成功的開發電子鼻科技一號電子鼻。反應電壓和甲醛濃度或注射量呈正相關，相關係數達 0.9 以上，靈敏度達 0.001ppm，再現性好，誤差只有 0.83%。科技一號偵測不受濕度影響，可應用到環境監測，偵測出裝潢三個月的櫃子約有 0.1ppm 的甲醛，驗證曝曬使合板甲醛易釋出，也可以辨識回鍋油，希望科技一號能對環保貢獻一份力量。

本研究主要在藉著台北市校園氣象站（註一）累計的資料，分析在東北季風期間台北市受鋒面降雨的情形，我們從氣象站下載資料，經過 Excel 軟體分析、判讀後發現鋒面帶來的降雨先後順序呈現不規律的現象，但有些鋒面來臨時會快速籠罩整個台北市，有些則是由台北市的東南方往西北方慢慢移動；發現靠近山區的測站則較容易在鋒面來時最先降雨。而且各氣象站累積雨量會因地形而有一些差別，大致說來靠近山區的測站累積雨量較多，分布在台北盆地中央的測站則累積降雨量較少。並且意外發現校園氣象網站的資料呈現許多不合理的現象，經過我們向管理單位提出後，他們已經修訂程式以便提供更正確的資料給大家使用，這也算是我們無心插柳的貢獻。但願我們的研究能拋磚引玉，提供大家進一步研究小區域氣象的機會。

在康軒自然與生活科技第七冊「物質的變化」，了解鐵生鏽的原因，及防止鐵生鏽的方法。知道鐵生鏽「氧化」的原理，我們便利用此原理測試釋迦籽的抗氧化性。釋迦籽可食用且抗氧化的實驗方法有：1. 釋迦籽萃取液能延長鋼絲絨生鏽時間的實驗。2. 釋迦籽萃取液能延長蘋果汁變色時間的實驗。3. 不同濃度的釋迦籽萃取液在不同溫度下有不同抗氧化效果的實驗。4. 釋迦籽與葡萄籽抗氧化效果比較的實驗。5. 釋迦籽成分測定實驗。6. 釋迦籽可食用實驗。由上述實驗都證明了釋迦籽是可食用且具抗氧化效果。

本研究主要是探究爬牆虎的生長習性，研究中選擇了學校附近中學的爬牆虎做為我們的研究對象，而整個研究分為觀察和實驗兩大部分。觀察發現依據生長環境、外型特徵、生長歷程…等方面做有系統的歸納整理。根據初步的觀察結果，我們發現地錦（爬牆虎）會為了固定自己，而在莖節（變態莖）上生出吸盤形式的不定根。我們也發現了地錦會為了行光合作用，而讓莖的末端往外生長，讓自己增加照光的機會。葉序是互生，而葉子和吸盤的生長方式是對生；剛長出的葉子有心形葉和三出複葉，但我們也有發現有分裂的心形葉；葉脈是網狀脈。其中較為有趣的發現便是吸盤的顏色與型態變化多樣，且有一定的生長與變化規律性，而每株吸盤的數量亦會隨季節變化而改變。在實驗部分的研究結果發現：吸附材質是影響地錦載重力的最大因素，其中以吸附在表面粗糙有縫隙的石粒牆上載重力最佳，而吸盤很難在表面光滑的玻璃附著穩固。吸盤顏色對地錦載重力也具有明顯的影響，乾枯的咖啡色吸盤比仍具有水分的紅綠色吸盤的載重力大。而吸盤總數則是影響的第三大因素，吸盤總數越多，承受重量就愈重。另外，地錦吸盤可能是以分泌具有糖分的黏液來吸附牆壁，並進一步萃取黏液製成天然黏膠，但還需進一步解決萃取技術，才能讓黏膠的效果持久且方便使用。