全國中小學科展

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高中組

Microspheres (塑膠載體)對酸鹼值的敏感性

隨著製藥工業之發展及生活品質之提升,高療效及低副作用之藥物劑型已成為消費者主要的訴求,藥物控制釋放技術提供從事製藥技術開發研究者新的領域,包括在適當的時間、適當的藥量釋放,而不致在其輸送過程中產生不必要的支外反應;此外,一般藥劑在使用後常因快速的代謝而達到藥效極限,如欲維持較長時效必須多次使用,麻煩費時又不經濟。因此,發展出克服上述缺點的技術為制放技術,藉此而可達到延長藥程,降低副作用及增強藥效之目的,本實驗欲研發一高分子載體來應用於控制釋放過程。各式材料目前已逐漸受到重視,又以蛋白質及塑膠材料,由於其良好的生物相容性質及生物可分解性,更為受到重視。 近年來,利用手術疏通血管的病患人數節節升高,但是手術疏通後,血管再次堵塞的人也不在少數,如果能用控制溶解速度的載體承載藥物,將之存放在心臟週邊的靜脈壁中,適時釋放出適量藥物,延緩脂肪沉澱,則疏通血管手術的效果可大幅提高。

電子傳遞速率與腐蝕速率的探討

將兩種不同金屬片接觸後放入硫酸中, 原本不會在硫酸中產生反應的金屬, 也會因電子傳遞而產生反應, 但是金屬與硫酸之間因腐蝕會產生氣體的現象與坊間某些書籍的敘述略有不同。所以我們分析了不同收集氣體之裝置的優缺點, 並加以改進, 經由改良後的收集氣體之裝置, 我們已可以利用此裝置來進行實驗, 並且明確看出氣體反應的趨勢。

超不炫!抗眩膜的研究

一般陰極射線管(CRT)的電視螢幕易造成光線的反射強度過強 (如圖1-1) ,可看到天花板的日光燈;所以在外部光線很大時,會因刺眼而看不清楚螢幕的影像。但經過表面霧化處理的液晶螢幕,就可以使入射光源產生散射現象,光源分散的效果,進而達到抗眩的效果(如圖1-2),便看不到天花板的日光燈。而表面霧化處理,指的就是在螢幕上貼合一張含奈米粒子或微米粒子的薄膜。本實驗利用實驗計劃法設計,首先合成出奈米粒子之後利用塗佈、光聚合的方式(高中化學下第八章),形成一張抗眩效果的薄膜;再利用光學反射原理(高中物理上15-17章)測量薄膜的眩光度;眩光度大表示眼睛會感到不適,螢幕不眩光表示較佳。根據實驗結果,發現粒子添加的多寡與粒徑大小是決定眩光度好與壞的主要因素。

自製臺灣植物染敏太陽能電池及性質研究

由於染敏太陽能電池製作成本與較早發展的單晶矽太陽電池比較起來低廉許多,且發展潛力頗大,但由於一般學生難以取得其中的關鍵材料(導電玻璃、人工光敏染料)使得此有意義的綠色實驗於中小學的普及度並不高。本實驗的目的便是利用日常生活可隨手取得的資源來自製染敏太陽能電池,一方面透過研究太陽輻射的能量分佈來選取某些高發電效率的顏色染料,另一方面探討染料酸鹼度對其電子傳輸及共價鍵結強度的影響程度,不但希望能提高電池效率,更希冀能普及成中小學實驗而大量製造,在大量及價格低廉的優勢下,再結合美學製作成窗簾等產品,不僅人人皆能為我們日漸暖化的地球盡一份心力,更能美化我們的生活。

挑戰電中性原理~「帶電溶液」的研究

利用范氏起電器將靜電導入蒸餾水、甘油、苯、環己烷、乙醇、正丙醇、正戊醇、HCl(aq)、 NaCl(aq)、CuSO4 (aq)………等不同溶液中。我們發現,非電解質溶液可以藉由極性分子的媒合作用〝貯存〞電子,而其中H2O效果最好,即水合電子是可以穩定存在的!但在水中若添加HCl、\r NaCl等電解質將會提高溶液導電性,以致於無貯存電子的效果。我們也發現苯雖不是極性分子,但因具有π共振系統,也能有效貯存電子。

降落傘歷險記-看誰的降落傘飛得穩飛得久

美國「精神號」及「機會號」降落火星表面的電視轉播過程、電視頻道所播出的降落傘小故事,都讓我們對降落傘產生了很大的興趣,再加上我們在三年級學過空氣的對流,我們就在想:降落傘上的那一個小孔是不是也跟空氣的對流有關呢?開了孔的降落傘是不是比沒有開孔的降落傘可以飛得更久、更穩定呢?於是我們以之前所學到的科學知識一步步探求影響降落傘降落的因素,也以電腦課所學到的圖表製作,將實驗數據以圖表方式呈現並進行分析。此外,我們也依據降落傘原理與實驗結果進一步進行實驗,希望能找到適合運用於緊急逃生的降落傘。

微物視觀-實用的顯微投影機

浩浩蒼蒼的大千世界中,除了人眼所及的巨觀事物外,存在微小尺度底下的世界,更令人嘆為觀止。而顯微鏡的發明,正可滿足人類對微小事物的好奇心。然而,顯微鏡只能受限單人操作及觀察,本研究小組製作一台輔助顯微鏡的投影機,以彌補上述之缺點。整個研究目的是製作一台顯微投影機,並藉由顯微鏡上不同倍率的物鏡及不同焦距之投射透鏡的互相搭配,以達到不同的放大效果。此外,更可利用透鏡的整體放大倍率,以及光屏上的影像大小,反推實際物體的大小。研究過程主要是測量物鏡的物距及像距〈p1、q1〉,以及投射透鏡之物距和像距〈p2、q2〉,且測量光屏上的影像大小,再依據薄透鏡公式及放大倍率公式求出欲得的物理量。研究結果的確能從光屏上見到顯微投影機投射出的清楚影像,且能精準量出影像之大小反求出實際物體大小。討論中對整個實驗中人為和儀器造成的誤差,以及實驗過程中其餘因素產生的誤差作一番探討。最後結論是針對顯微投影機未來的期許及本研究小組的實驗心得。

蟲以食為天─線蟲覓食與攝食行為之探討

線蟲在科學界備受矚目,然而,對於線蟲覓食及攝食行為的研究卻仍不多;每一種生物都有其獨特的行為模式,我們想知道線蟲如何覓食與攝食以適應自然的環境,因此以覓食與攝食行為為主題著手研究。本研究歸納出線蟲的 7 種覓食及攝食的一般行為:前進、探頭、偏移、擺頭、後退、轉向及拐彎行為;與兩種特殊行為,其中樹枝狀行為與線蟲消化有關。本研究發現線蟲對嗅覺有依賴性及專一性,即使線蟲被其他氣味干擾仍能找到食物。我們也發現到一種特殊的混亂行為,是當線蟲接近 E. coli 時出現的一種受干擾的行為,經實驗進一步探討,發現引起線蟲混亂行為的原因是 E. coli 所釋放出的化學物質,化學物質濃度越濃,線蟲所表現出的混亂行為就越明顯。

洗淨分析大進化

我們為了研究許多環境因子對洗劑洗淨能力造成的影響,便將變因區分為溫度、水的硬度以及洗衣粉的濃度等等,並控制相機的光圈大小、快門,利用其觀察和記錄實驗過程,最後利用電腦分析所獲得的數據資料,歸納出這些環境因子對洗淨能力所造成的影響,及如何增強洗劑的洗淨能力。

白宮內幕──雞胚研究

工業技術日新月異,化學藥品使用量隨之逐日提高。因為種種不慎,化學中毒的現象有增無減。鉛是毒性甚高的重金屬,也是工業界常用的。故本實驗選擇鉛為代表,研究其對雞胚發育的具體影響,進而推展到人體的反應,在生物研究上已成長中的雞胚是最早而直到目前仍被廣泛利用的活系統,受精卵的易得,胚胎的迅速生長及容易改變它的環境?凡此種補使得雞胚成為一個模範系統,可作形態上、生化上及功能上的種種研究。