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高中組

防蝕專家 - 聚苯胺

聚苯胺導電高分子的發展蓬勃迅速, 其應用也愈趨廣泛, 金屬防蝕為其可能應用之一。台灣四面環海, 工業發達, 造成金屬腐蝕損害嚴重。本文為探討聚苯胺導電高分子在鐵系金屬防蝕上之應用, 針對以下各點進行研究:( 1.) 探討導電高分子聚苯胺性質與合成方法( 2.) 探討聚苯胺導電原理( 3.)測試不同腐蝕條件下聚苯胺的防蝕效果( 4.)探討聚苯胺防蝕原理( 5.)各種氧化還原態聚苯胺防蝕效果之比較。實驗結果顯示塗布聚苯胺與未塗布聚苯胺之鐵系金屬( 生鐵、不鏽鋼、鍍鋅鐵)在3﹪ 氯化鈉、0.5M鹽酸、1M 鹽酸鹽酸溶液中之腐蝕狀況, 以鹼式中間氧化態聚苯胺( Emeraldinebase)最具防蝕效果。聚苯胺防蝕機構包含阻隔防護、腐蝕抑制劑、陽極保護、惰性化、形成保護性氧化物薄膜、阻礙離子擴散速率、電化學介面遷移等機構。\r 英文摘要:\r The development and application of the conducting polymer polyaniline is getting prosperous and popular. One of the applications is corrosion protection. Because Taiwan is surrounded by sea and the pollution of industry is more and more serious than before, the damage of corrosion is greater and should be properly controlled. In this paper, the authors attempted to study the effect of the corrosion protection of polyaniline in ferrous metal. This study could be divided into four parts: (1) the study of the property and synthesis methods for the conducting polymer polyaniline, (2) the conduction theory of the polymer polyaniline, (3) The corrosion protection effects of the polymer polyaniline under different corrosion situations, (4) the corrosion protection theory of the polymer polyaniline, and (5) the comparison of the corrosion protection effects of various polymer polyanilines. According to the experimental results, the Emeraldine-based polyaniline gets the best corrosion protection effect. The mechanism of corrosion protection may be the result of the following ones: barrier protection, corrosion inhibitor, anode protection, innobeling, chemical active layer, inhibition of diffusion rate, and the shift of electrochemical interface.

離形換影-探討離子移動的現象

在傳統的離子移動實驗中,我們常以濾紙當做離子移動的界面,但實驗過程卻不盡理想。另一方面,根據文獻資料提到,其實洋菜膠也可當做離子移動的界面,因此我們便嘗試尋找一種適合離子移動的界面來探討離子的移動速率及相關實驗--我們找到最適合離子移動的界面及條件是:2%的洋菜膠含有0.05M 的硝酸鉀溶液,在12V 的電壓下進行,離子溶液的濃度採用0.50M。並且,藉此實驗我們亦可探討許多不同的變因及影響,找出最適合的實驗模式,加以應用在課本的實驗中。

分子電容的電解液研究

一、本實驗主要目的在於研究電解液對於分子電容器導電度的影響。二、電子傳導的介質選擇,關係著電解液的導電度高低,選擇時以離子遷移率高低作優先考慮。三、溶質包括有機酸有機鹼,明白兩者間的相互吸引力對於電容器蓄電量的影響。四、選擇能夠產生介質的化學物質時,以能夠產生最大靜電量者為佳,此牽涉到官能基之多寡。五、在本研究使用兩種不同的溶劑、三種不同的有機酸和兩種不同的有機鹼,分別研究十組不同情況下的電解液,對於分子電容的影響,在實驗中尋找導電度最高者的配方。六、經本研究發現,分子電容的電解液在有機酸與有機鹼之當量點時,產生最大導電度。

惡貫滿「蠅」?-東方果實蠅誘引劑之研究

本實驗欲探討具水果香味之化學物質對東方果實蠅雌蟲之誘引效果,希望能開發出有效之誘雌物質,提升防治效果。本實驗由甲酸乙酯、苯甲酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸戊酯、乙酸乙酯、葵醇、檸檬醛七種化學物質中,搭配相對濃度 0.025cc、0.050cc、0.075cc、結果顯示 0.100cc 的乙酸乙酯搭配黑色的誘引器對東方果實蠅雌蟲具較佳誘引效果。

浮空幻覺DIY

3D擬真投影是現在多媒體展現的新趨勢,本研究結合了高中所學的木工、程式設計、單晶片微處理器等、繪圖軟體等知能來探索佩珀爾幻象的原理,透過單面型幻象展示箱及播放軟體、三面型幻象展示箱及播放軟體、展示影片的製作及拍攝裝置等三項實作,使得浮空幻覺得以呈現。 我們的作品能夠從正面、左側以及右側同時看見且更加真實的呈現。展示箱中透明反射層的材質,我們嘗試過玻璃、壓克力、PVC、半鏡面玻璃及PET聚酯膠膜等,經比較後發現透明的PVC薄板有較佳的效果。光線調控方式則是在箱內貼滿黑色絨布吸收多餘外界光線,背後加裝LED燈提供穩定背景光源。至於展示的影片,我們使用3D軟體繪製與實物拍攝兩種方式。

河清難俟—奈米磁性顆粒加速明礬沈降的大發現

明礬用於自來水淨化已是行之有年的做法,其限制在於膠狀沉澱沉降的速度太慢,倘若能改善沉降速率,將對淨水程序有莫大助益。奈米尺度大小的材料是當下最熱門的議題,它的應用也蘊藏著許多潛力,一般奈米材料利用的是表面積效應和體積效應。我們在參考資料的幫助下做出有磁性的奈米級顆粒,在Al(OH)3\r 的膠狀沉澱內加入此磁性顆粒,可由外加磁場加速沉澱。我們的願景是希望使之加速沉降或使沉降過後的水更乾淨。改變奈米級顆粒的製作方法和使用方法,提高效率和降低成本,找出幫助沉降最有利之條件。

線蟲老化之研究

為了了解老化基因daf-16造成的過氧化氫累積,以及核仁調控基因ncl-1造成的代謝速率加快這兩者彼此之間的關聯,我們取用由國外取得的daf-16突變株線蟲和實驗室取得N2野生株線蟲,並利用RNAi技術阻斷其ncl-1基因,觀察他們的核仁形成、生長週期以及壽命。 在實驗A的核仁比較結果中,我們可看出不論在daf-16有沒有表現的情況下,一旦ncl-1被阻斷,核仁都會提早出現。在實驗B探討這兩個基因對線蟲壽命的結果發現,N2野生株線蟲的壽命最長,而daf-16與ncl-1雙突變的線蟲壽命最短,表示在此二基因同時不表現的情況下,明顯地縮減了線蟲的生命。且daf-16 或ncl-1任一基因不表現則壽命略為減少,這顯示出單一的突變使線蟲的壽命約呈等差下降,此兩基因對線蟲壽命的影響似乎具有加成性。

不晃-會撞到地上-3D 模擬波動現象

波與波間干涉時,有相消性干涉與相長性干涉,當其為相長性干涉,就會將振幅加大,在高中物理教科書中學習到波的現象-波的傳播、波動函數、干涉、駐波等,但僅止於 1-dim 及 2-dim 之討論,且討論單純橫波及縱波現象,在此以一彈簧連接成一立方體模型來討論不同方式振動在 3-dim 空間中之波動現象,並以此延伸探討地震及海嘯諸多問題及研究。

花蓮地區海陸風之探討

倚著海的校園在春夏之際常可感受到一陣陣自海上襲來的風,隨著季節的變化,到了冬天溫和的海風轉成強勁的冷風。同學們都說冬天吹東北季風,但我不禁懷疑冬天還有海風嗎?若有,冬夏季的海風之間有差異嗎?還有花蓮地區的陸風特性又是如何呢?海陸風是否受花蓮特殊地形的影響?海陸風對天氣又有何作用?……這些未知的問題,引發了我們對花蓮地區海陸風的一片好奇,因而展開以下研究。

草地上的馬蛛絲跡—探討長疣馬蛛結網及捕食行為模式

本研究探討生活在草原的長疣馬蛛,觀察牠如何結網以及網型構造,並探討網的功能。在觀察及實驗後得到以下結論:長疣馬蛛偏好在強光環境下結網,且對高溫有好的耐受性。長疣馬蛛視力差,但可以結出用來感應捕食的多層漏斗狀網,結網的方式相當特殊,可分為「探測期」、「底層網期」、「平面網期」、「皿狀網期」、「漏斗網期」五個階段,且不同層網的感應偵測上與敏感度與捕食成功率均不相同。我們也進一步探討了長疣馬蛛的捕食行為模式長疣馬蛛的捕食行為可分為「被動感應模式」、「偵查模式」、「攻擊獵物模式」、「後續處理模式」、「返回」五個階段。其可以利用最頂層的平面網捕食獵物,且獵物的捕食受到獵物大小與置入的方式影響。