全國中小學科展

高中組

辣椒的抗氧化性及清除自由基效力之研究

去年科展「油脂的自氧化(Autoxidation)及抗氧化劑」,了解油脂的自氧化反應機制,涉及自由基反應,並由實驗知道辣椒是一種抗氧化劑;近來報章雜誌一再談到人體的病變、癌症、老化等均和人體組織內自由基過量有關,因此興起研究尋找抗氧化性較佳的天然食物,於日常中多食用,將可減少體內自由基的生長,達到預防保健的目的。

紀錄在岩石中的生物活動-生痕化石

(一)我們在基礎地科的課程中學到「生痕化石」為生物因生理活動留在沈積物之痕跡,例如行動時留下的爬痕、居住所鑽的洞穴或消化後之排泄物;生痕化石代表著生物之生活情況,可直接提供有利之線索,藉以研判生物之生活環境。(二)野外觀察中,我們經常可以看到砂棒(生痕化石之一種),在北濱公路自基隆至鼻頭角之問,生痕化石極為豐富,同時還有貝類化石、螃蟹化石(胡 1984 )多種沈積構造及海蝕地形等景觀,這些生痕化石可提供何種線索?(三)本實驗為採討生痕化石與生物環境之關係,除了調在生痕化石形態,並在北部三種海濱沈積環境中觀察生物活動的痕跡,以討論現代生物痕跡與鼻頭角(中新世)之生痕化石。

鈦神奇-二氧化鈦光觸媒的製備及應用

水污染是大家關心的議題,而光觸媒處理法是可同時處理水中重金屬離子及有機物的可行方法。根據文獻指出,光觸媒二氧化鈦接受紫外光的照射,產生電洞及電子;電洞在水中會產生活性氫氧自由基(OH‧),電子則產生超氧離子(O2-),便能夠分解有機物。另外,電子也可以還原重金屬離子。可是二氧化鈦會因為密度大於1而沉於水中,無法分解浮於水面的污染物。所以我們找尋適當方法,就是玻璃球與金屬鈦基底,使整體物質密度低於水。玻璃球提供載體可以回收,不沉入水中也不會擋到陽光;而金屬鈦則可讓二氧化鈦奈米管堅固地鍵結於其上,並非只是以塗佈方式沾附在物體上。另外金屬鈦也可保護玻璃球不因運送過程中堆疊、碰撞而破裂。

微生物電力公司—微生物燃料電池之變因探討

生物燃料電池是近十年來備受重視的新型能源,其中又以微生物燃料電池最為受到重視,其所具備的低污染、高穩定、低成本等諸多的特性,恰好符合現代社會的需求。微生物燃料電池產電的原理,是利用微生物的新陳代謝所產生的電子,將微生物體中的化學能轉變為可利用的電能。本研究以連續進流模式操作兩組微生物燃料電池,利用綠川廢水作為微生物來源;並以蒸餾水作為陰極槽內的基質,以沉水馬達曝氣後的溶氧作為氧化劑。探討兩極間距、養分種類、黑暗,對 500? 外電阻的微生物燃料電池的影響。

藻生貴脂-以竹嵌紋病毒或其衛星核酸載體建立綠藻之高效率轉殖系統

綠藻(Chlorellasp.strainDT)為含有大量油脂的球型單胞藻,容易大量培養,目前研究証明以電穿孔法能獲得最佳化的轉殖效率。而竹嵌紋病毒(Bamboomosaicvirus,BaMV)已成功發展為表現外源蛋白的載體,其衛星核酸(satelliteRNA)的載體系統則仍在發展階段。本實驗目的有二,第一為比較BaMV及衛星核酸(satBaMV)載體,以建立較高效率的轉殖系統。第二為延伸應用生物課程中所提到的基因轉殖技術。實驗中利用電穿孔法將質體轉入綠藻中,比較篩選抗藥性細胞數、計算轉殖成功率。經PCR檢測後發現以satBaMV為載體的轉殖成功率較高。未來如能成功建立完整的衛星核酸載體轉殖系統,可將特定基因以此系統轉殖入綠藻以增加綠藻產油量,正式成為新興生質能源,以因應能源危機。

你濃我濃,到底要多濃?─—電解1A族、2A族金屬氯化物水溶液之性質探討

本研究以探討電解1A族、2A族金屬氯化物(研究對象為NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2)水溶液反應性之研究,並配合高中化學所學的知識、實驗方法,運用簡易的實驗室器材搭配生活周邊可取得的材料,設計簡單、體積小的電解裝置,並可利用理想氣體方程式及氧化還原滴定的方法確定陽極產物O2(g)及Cl2(g)的莫耳數。 研究結果發現,高中教學所言之「電解高濃度食鹽水產生氯氣,電解低濃度食鹽水產生氧氣」應有修正,並擴大討論1A族及2A族金屬氯化物的電解反應,發現化學反應並非僅有「濃或稀」的分界,而是在不同的條件,譬如電解液種類、濃度、外加電壓的改變,化學反應會有動力學或熱力學的競爭,使得產物O2(g)及Cl2(g)的莫耳數比例也互有消長,得到有趣的實驗結果。

向日葵裡的黃金項鏈

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。

以什麼為鏡?銀鏡反應的探討

鏡子是日常生活少不的東西。「以銅為鏡,可以正衣冠」唐太宗的名言流傳千年,鏡子的功能沒有收變,鏡子的製法卻一再更新”現代的鏡子當然不可能是用整塊青銅去磨成。那慶鏡子內層的金屬是什麼呢?如何附上去的呢?某年某月某一天,老師偶然提到鏡子內層的金屬是銀(Ag ) ,一時同學大譁,老師是不是講錯了?臘該是水銀(Hg ) 吧?後來在報上看到一則報導,一位當選傑出十大企業家的鏡廠董事長黃福來先生,年輕時,因製造鏡子,不幸引起爆炸,以致兩眼失明至今。報上也捉到是水銀,到底是水銀或銀?我們還是大惑不解。寒假期間前往鹿港福華鏡廠,向黃董事長加以詢問,有了些概念,但是細節一一例如濃度、用量、溫度、程序 · · · 一因屬商業機密,手邊的一切資料也都一筆帶過,所以只好親自動手去探討。

迷宮的十字路口 ─ 一筆畫探密

本報告主要討論一筆畫走法數,從含兩個奇數點的直線方塊圖到皆由偶數點構成的直線方塊圖,這些圖形又可分為直向與橫向,進而推出無限延伸的直線走法數公式,研究過程中發現偶直線圖形的一些性質,然後我們將方塊擴展成平面2×N,最後導出2×N 的通氏。在推導2×N. 3×3 圖形走法數時,觀察到路徑似乎可平移,且圖形平移後走法數不變。

蘭克-希爾須渦旋管

(一) 在“物理馬戲團-Q&A”一書中,有一實驗「渦旋管」為何利用簡單的裝置即可產生溫差頗大的冷熱空氣?應該不會有小人躲在管子裡,很勤奮地將室溫下的空氣分離成冷、熱空氣吧?還是與所吹入的氣體壓力有關呢?\r (二) 在物理課本中有介紹“流體力學”及“熱力學”兩單元,更吸引了我們去探討其中的奧秘,但為何此設計並沒有繼續研發?是否有其它難以克服的障礙?還是和其它的變因有關呢?\r