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第47屆--民國96年

立體空間養殖技術發展之探討及研究-以淡水龍蝦為例

歐美的水產養殖是成熟的產業,占國民生產總值 10%,許多人因產業崛起而致富。反觀台灣卻受限下列因素:欠缺水源土地資源、溫度較高、工資較高。先進的水產養殖具備良好的環境,不再是概略評估地理環境,挖掘池塘灌滿雨水後放入魚苗。各養殖區都需要專業設計,像養殖區的形狀、深度、底部及邊堤的坡度、進出水口、進出水渠道等。可減少維護工作,維持良好的生存環境,使管理操作更順暢。本研究之立體空間養殖技術,符合綠色環保深具前瞻性,節省空間且有效監控生長情形,符合未來食用活體必需有生長過程的身份認證。基於高密度養殖的水質需求,研發高效率換水裝置,利用壓力大幅提升換水效率,希望本研究能對台灣養殖業有所助益。

黑心食品去毒妙方~過氧化氫的檢驗與去除

本研究發展比較過氧化氫產生氣體快慢的實驗方法,配合調整過氧化氫的濃度,可有效的區分物質催化過氧化氫的反應速率,同時發展檢驗食物中殘留過氧化氫的方法,調查市售食物中哪些含有過氧化氫,並探討如何清除食物中殘留過氧化氫的方法。

絕妙好「磁」-磁浮現象在緩降機之應用

德國磁浮列車以磁的排斥力來反抗重力使行駛時速高達 500 公里,如果將磁的排斥力用於逃生緩降機上,更可確保逃生的安全。根據冷次定律當磁鐵靠近金屬導體,產生排斥力阻止磁鐵進入,於是選擇導電佳的非磁性鋁銅管來測試。直徑 16mm、長 30mm 磁場強度 4000 高斯 50 公克的磁鐵在管中運動,使用超音波測距儀發現磁鐵先加速運動,受到渦電流影響呈等速度。在 3mm 的銅管負載到 1100 克,仍維持在 1.4m/s 的安全速度。利用疊加原理在雙層及雙夾層銅管,最大負載更提高到 1.35 及 4 公斤重。分割為相斥的磁鐵在夾層鋁管中,得到相同 4kg 的負載,取代銅管大幅降低固定式磁緩降機的成本。在夾層銅管中更高達 8kg 的最大負載,此結果設計成移動式磁緩降機,對逃生安全及便利性是項很大的突破。

廢棄電蚊拍回收應用

電蚊拍因電源開關故障而導致不能使用,我們往往就將電蚊拍器丟棄,其實只要稍加修理改裝即可拿來做靜電實驗。國中課程曾簡單介紹靜電學,為了進一步研究這課題並讓學生可作中學,我們利用回收廢棄電蚊拍加以改良組裝成教具,並設計以下幾個實驗組:電蚊拍電壓測量 、尖端放電、靜電除塵器、電子風、靜電單擺、電子風車、靜電馬達。以幾個元件簡易組合即可做數個靜電學實驗,這是我們主要創意。

驚光失色—維他命 B2 的變色密碼與紫外線量測

本研究是因維大力汽水照射陽光後的黃綠色螢光突然消失,引起我們去探究影響它變色的可能變因,發現維他命 B2 不易氧化,還算安定,但仍會受溫度、鹼性物質及光線的影響。尤其陽光中的紫外線會破壞維他命 B2,變色最明顯,於是利用維他命 B2 顏色的消失,探討以它來測量紫外線級數的可行性。

哆啦 A 夢的空氣炮

本次的實驗探討寶特瓶空氣炮在不同的控制變因下,本實驗控制空氣炮的炮身長度、孔洞數量多少、瓶蓋孔徑大小、不同的氣球長度等因素,發現空氣炮所發射出來的威力範圍和形狀各有巧妙不同,後來也發現寶特瓶空氣炮在教育方面可以運用在科學遊戲上,比賽聲音大小、玩射擊遊戲等;在生活方面,可以運用在創意門鈴、創意喇吧、聲音密碼傳遞等。

鼠力發電廠

我們從「附計次器的跳繩」和「手搖式免用電池手電筒」得到靈感,利用楓葉鼠會在夜間跑滾輪的特殊習性,設計了「老鼠滾輪計數器」、「老鼠滾輪發電機」和「老鼠滾輪發電機的充電夾」。實驗過程中,老師指導我們,利用齒輪可以傳遞能量改變力量大小的原理,將鼠力動能,透過「老鼠滾輪發電機」轉換為電能,儲存於充電電池中,再利用充電電池的串聯、並聯技術使電壓、電流變多,供應我們生活需求使用,這個奇妙有趣的實驗,給我們一次豐富的科學之旅。

水果抗氧化的「旋」機

本研究利用雷射光、光感測計、偏振片、齒輪及馬達組裝成一個簡易、精確且可接於電腦的數位旋光度計。我們先藉由Arnao研究的ABTS/ H2O2/HRP分析系統,以不同濃度的維生素C與延遲時間畫圖作為標準曲線來測量總抗氧化活性,並比較奇異果、火龍果、聖女蕃茄、加州李四種水果,以微波、水煮及油浴三種方式測得熱處理後抗氧化活性的變化趨勢。之後,我們再利用自製旋光度計來求得水果經過熱處理後的旋光度與熱處理時間之關係。研究顯示,經熱處理後,此兩種方法有一致的趨勢,所以證明了我們成功地開發出一種可以利用旋光度來測定抗氧化的新方法。最後,我們進一步將此裝置應用於真假蜂蜜的檢驗,同時利用物質旋光度具有加成性,建立一套方法來計算蜂蜜中蔗糖、葡萄糖、果糖的含量。

中華民國四十七屆中小學科學展覽總評語

DIY 無電自動餵魚器

為了兼顧節約能源與資源再利用的理念,我們決定朝「DIY 無電」自動餵魚器的方向努力。從無數次的設計與嘗試錯誤,我們最後利用兩組「竹鐘」的相互牽引,終於開發出第一代的無電自動餵魚器,但由於材料簡陋,使得每次「竹鐘」的「動作水量」非常不一致。因此,我們到水族店買了養魚專用的塑膠管,做成了「第二代」自動餵魚器。除了「動作水量」較穩定外,我們在高處架設小型水塔,並使用點滴專用的水流控制閥,控制水流量,但水塔的設置非常佔空間,且搬運十分不方便,於是我們作出了「第三代」自動餵魚器,讓「小水塔」能與自動餵魚器能結合在一起。目前雖然無法達到準確的定時定量餵魚,但已能達成一天餵 2~3 次,連續自動餵食五天的效果。