第49屆--民國98年

『懂環保、愛地球』已經成為現代社會的潮流，報紙又出現農委會收購產量過剩的蔬果，將盛產的蔬菜廢耕當成綠肥，但實際上綠肥的效益卻很低，透過檢測蔬果與農作廢棄物中是否含有多醣體？找出新的應用設計這個實驗。研究結果發現：蔬果含無色、透明的多醣體，如紅山藥、火龍果莖、米糠等。利用多醣體的條件可以應用在我們的萃取實驗上，依照分子量大小不同來析出，為了減少我們在萃取多醣體時的成本，將探討多醣體用酒精沉澱的最低濃度，而且分子量和此實驗也有關係；還可進一步用吸水力比較實驗觀察到火龍果莖多醣體的吸水力大於蘆薈多醣體。最後將多醣體粉末回溶應用在切花保鮮、植物保護、人體皮膚保溼實驗，發現火龍果莖多醣體在皮膚保溼有顯著效果，火龍果莖是含多醣體最具應用潛力的材料，期許能廢物變黃金，創造經濟效益。

我們前往離本校12 公里的黃金海岸10 次，以簡單及自製器具，測量正榕防風林「迎風面」和「背風面」16 項生物及環境因子。從源頭因子「風」順流而下，環境影響生物，生物修飾環境，探討各因子關係。結果如圖。上游：「迎風」影響「樹高」，「樹高」又影響「背風」。「樹間距」是更上游因子，擾亂而使「風」與「樹側彎長或角度」的關係不顯著。「風」影響「葉疏密度、蒸發時間、土壤濕度」。中游：「葉疏密度、蒸發時間、溫度、土壤濕度」彼此交互作用。「糞土濕度」受蚯蚓本身吸水影響而與「風」關係不顯著。下游：「葉疏密度、蒸發時間、土壤濕度」分別影響其下游「榕果疏密度、氣孔密度、草覆蓋度」。「溫度、草覆蓋度」影響「螞蟻種類與數量」。

藍染是一種美麗而有趣的傳統技藝，每一個步驟都有他的科學原理。中藥青黛與靛藍製作過程相同，故本實驗用青黛取代由植物製得靛藍之過程，效果良好。而要將難溶靛藍製成染液，需將其還原，有生物發酵及化學還原兩種還原方法，經測試生物發酵的最佳條件是pH值13，溫度30℃；化學還原最佳環境為pH值13， 40-50℃。另外由於此過程為氧化還原，故我們將氧化劑青黛與還原劑保險粉之水溶液分別置於兩燒杯，發現在適當條件下，可得比乾電池大之電壓，故認為經過良好的研發可在製作染液的同時發電，成為「藍染電池」。此外亦可將此染料製成書寫工具，油性的以低極性有機溶劑萃取後濃縮，溶劑回收，而水性的則可先將靛藍還原，密封於筆管，書寫後氧化成為深藍。

我們就單純的數學方法研究向日葵原基排列的規則列出以下的研究目的:一、費氏數列與原基緊密排列之關係 二、螺旋結構的產生、方向與螺線數目的關係三、向日葵雙螺旋結構的特性兩原基相切的關係式 p2＝1－2×(cosmφ＋1)/(amφ＋1/amφ＋2)初始原基標示為A0，設Am 為後續第m個產生的原基，與A0 相切，切點為T， 則p2＝1－2×(cosmφ＋1)/(amφ＋1/amφ＋2)《以餘弦得證》費氏數列與原基相切之關係如下：(一)若生成螺線方程式為r＝aθ, 0＜a＜1，則必存在n嘁，使得Q(a)＝Pa(Fn)。(三)原基相切會讓向日葵形成螺旋結構，而且螺線的數目必為費氏數列的某一項Fn。若n 為奇數，則螺旋方向為逆時針；若n 為偶數，則為順時針。(四)原基緊密的排列形成雙螺旋結構，使向日葵花頭最密實。

本實驗以硫酸銅與明礬為研究對象，探討影響化學結晶的因素。主要是用外在聲音頻率來影響物質結晶。我們發現硫酸銅的結晶量在每隔300Hz之下，均會突然增加；但明礬卻是隨著聲音頻率的增加而做某種規則性的遞減。除此之外，音頻對於硫酸銅結晶的外在形狀也有著某種影響，大致上在1000Hz以下，較易呈現長圓柱形；在1000Hz以上，則較易呈現小針狀形。為確認音頻的確會影響化學物質的結晶，我們更利用駐波的共振與共鳴原理，對著長玻璃管柱施放一系列音頻，竟可得到一規則性的節狀結晶體，然而目前我們對於此複雜之物理駐波原理並未能了解，故無法做一整體性探究。最後，我們仍以改變溶液中的離子，如加入食鹽、酸離子、鹼離子等方法，來研究對於化學結晶是否有影響。

傳統滾筒式輸送系統僅能產生單方向的輸送效果，而且無法在系統上調整運送工件的前後左右的方向，為改良上述的缺點，本裝置設計多方向輸送機構，採用四只市購的2 英吋PU輪組，配合四個正齒輪機構設計的驅動軸，並選擇傳統的電驛控制方式，來控制永磁式直流馬達的單一動力源，完成一軸對四軸的動力輸送與控制，並運用簡單邏輯方法來分析驅動軸的正裝與反裝以簡化機構，調整壓縮彈簧產生的彈力，藉由錐面摩擦輪滾子與驅動軸pulley和摩擦圓盤之間的摩擦力，運用摩擦力作用來輸出機械功率，完成工件的輸送。

「非對稱性螺旋槳定理」是一個很有趣的定理，並且有好幾個相類似的推廣性質。我們 試著自己提出這些性質的證明，並且嘗試作一些推廣的探討。

本研究在認識維生素C 的抗氧化性，探討有哪些因素會破壞其還原力，以及如何作生活應用。我們利用碘滴定法檢測維生素C 的還原力，先探討會影響維生素C 的變因，再利用維生素C 還原鐵離子的反應，研究如何防止鐵生鏽與去除鐵鏽。研究發現：（1）維生素C 會因氧化而使還原力衰退。（2）短波的光、高溫與強鹼溶液對維生素C 還原力的影響較大。（3）維生素C 易氧化且會還原鐵離子，所以能阻止鐵離子與氧結合，達到防鏽效果；也能還原鐵鏽中的鐵離子，使鐵鏽消失；且維生素C 濃度越高、量越多，除鏽效能越強，效果越佳。（4）維生素C 與鐵及鐵鏽反應時皆會產生氫氣，前者反應速率較慢，但是實驗產生的氫氣量約後者的2 倍。

三角形有一個多邊形缺角時，重心會產生偏移，如何切割截角，使得截角後圖形的重心回到原三角形的重心。這樣的截角稱為不變心截角。本研究將三角形的缺角分成六類，並成功找出不變心截角法則，完成此六類的不變心截角。 我們並探討不變心等積切割問題，就是當三角形有一個多邊形的缺角時，在另外兩個對應位置截去兩個與缺角等積截角的作圖方法。我們先完成正三角的不變心等積截角。再以正三角形為媒介，透過平行線之間的面積轉移，完成底：高為2：√3的三角形之不變心等積截角。以此成功的例子為基礎，我們找出並證明任意三角形不變心等積截角的方法，並成功完成缺角為任意多邊形的不變心等積切割。

我們運用生活中容易取得的一元硬幣和鋁箔紙(例如:奶粉罐中的鋁箔紙)分別當作電池的正負極。兩極之間隔著紗布手帕（鄰居提供，原本是用來幫嬰兒洗澡或擦拭，目前準備當抹布或回收），其中手帕吸附著麥當勞蕃茄醬汁(不新鮮的也可以)，於是製造出既環保又容易串聯(堆疊即可)的簡易電池，並可點亮節能又省電的LED 燈。另外，我們將十顆環保電池疊在一起（即串聯），再連接一顆七彩LED 燈，然後置入牛年花燈中。看著美麗的花燈不停的閃爍，心中的成就感不禁油然而生！