全國中小學科展

高中組

山粉圓種子的“膜”衣秀

山粉圓種子表面有許多小凹陷結構,泡水時,纖維狀物從種子表面慢慢長出。能吸自身重量23倍的水量,保濕性長達26小時以上,在高或低溫乾燥後,仍具復水率70%以上。可附著在多種材質上,對土壤顆顆及細小貝殼有固著作用。種子外膜在一般酸鹼溶液中保持穩定,遇強鹼會被溶解,和酸、醇溶液作用不明顯。可被果膠酶分解,和木瓜酵素有相互作用。主要由高分子多醣類組成,具許多分支,也含胺基酸、蛋白質、脂質及植物激素的先驅物。正常環境下,去膜有助發芽,有膜延緩發芽,此與其對抗不適發芽的環境是否有關,尚待研究。種子外膜吸附性佳,會和多種色素及懸浮顆子作用,未來有潛力應用於吸附汙染物、毒物,或利用其保濕性,發展面膜或藥布等醫藥產品。

雙線擺振動的研究

某日偶而看到由天花板懸掛下來的日光燈在振動,連想其振動該為週期性,但其週期到底與那些因素有關?於是引起探求的興趣,乃完成如下的實驗。

離子液體萃取電鍍廢水中的重金屬離子

室溫離子液體(RTILs)已被用來做為新的溶劑,在有機合成、溶劑萃取及電化學應用方面以取代傳統的揮發性有機溶劑。由於離子液體提供較為安全的實驗環境且可回收再利用,能減低對環境的污染,因此被視為綠色溶劑。本研究有兩部分,首先利用微波配合超音波方式可,快速合成1-丁基-3-甲基六氟磷酸[C4mim][PF6]離子液體,全程約需62分鐘,相較於傳統之合成方式可節省近50倍之時間。第二部分進行所合成的離子液體的萃取效果試驗,試驗結果顯示:用[C4mim][PF6]來代替傳統的有機溶劑液/液萃取重金屬離子萃取率接近90%。並且,由於金屬離子與螯合劑的結合能力不同,可以利用某特定pH 值,來分離水層中的金屬離子。當pH 值為2 時萃取率較低,而pH 調至3 以上,銅離子萃取至離子液體接近90%,故藉由調整廢水之pH 值可將廢水中之銅離子有效萃取至離子液體中再加以分離。

太陽公公好歹麥走!!

太陽能是永續的綠色能源,但是目前市面上販售的太陽能板價格都非常昂貴,如果經由附加便宜的平面鏡經過反射,藉以增加太陽能板的光電吸收和能量轉換,將有助於太陽能板的經濟效益並且提升能源的應用。我們以老祖先的日晷原理進行太陽光線的追蹤,使太陽光線和太陽能板保持在垂直狀態取最佳照度,再利用平面鏡的反射來取代昂貴的太陽能板以及增加原本太陽能板的輸出功率,運用物理向量的分向量觀念,經過平面鏡反射之後的垂直分量,可以將垂直於太陽板以外之光線再加以利用,增加原有太陽能板的能量輸出。

響螺發音頻率之探討

民俗技藝中有一項童玩─「竹製的響螺」,經由在自然科學研習社的活動過程,我們發覺以底片盒所製成的的響螺,也具有相同的效果。進一步在實驗中了解到其頻率與多項因素有關,因此想藉由自行設計的工作平台進行頻譜數據量取,而從所得數據分析發現:一、響螺在垂直地面旋轉時並無法發出聲音,但當與地面不垂直時反而會發出聲音;由此可知,響螺是在不垂直地面的情況下與空氣有較劇烈摩擦進而在筒內產生共鳴。二、當響螺傾斜時,它的特徵頻率會隨著傾斜角增大而有先降低而後升高的現象發生,此與空氣摩擦程度有關。三、響螺之轉速愈快,特徵頻率會愈大,但增加到某一程度時其特徵頻率會回到較低之頻率。四、響螺的缺口如果加長或加寬皆會提高其特徵頻率。五、缺口厚度較薄會使特徵頻率降低,但會使響度加大。六、缺口受風邊如果是凸出則特徵頻率較低,反之凹陷時會較高七、響螺之材料與管子直徑皆不影響其特徵頻率。八、響螺管子愈長,其特徵頻率會愈低,反之則較高,但太短的共鳴管所產生之特徵頻率需修正為八分之一波長的共振。

點線之間—一個從點掃略到線掃略的問題探討

有一三角形ABC,一點M在三角形邊AC上,一圓以BM為直徑,交AB、AC分別於P、Q,找出圓經P、Q作切線之交點R,當M在AC上做變動時動點R之軌跡為何?首先從特殊三角形的軌跡問題開始著手。再將原問題延伸,使原本的軌跡再對另一動點進行掃略,如使三角形頂點B於一平行邊AC的直線上、任意給定的直線上、過A及C之圓上(不含以AC為直徑的圓)等三種情形移動並利用幾何軟體「顯示軌跡」功能觀察其掃略圖形邊界,並試假設其為何種特殊圖形,並嘗試證明猜測的結論。最後嘗試研究此種特殊圖形的特殊性質並推廣之。

龜山島海域怪方蟹幼生存活因子之探討

本研究主要探討平原菟絲子產生適應性早熟的原因,發現當平原菟絲子處在不穩定或養份不足的環境中,吸器的生成個數會明顯減少,並加速開花結果的速率。不同於其他植物的早熟,平原菟絲子結空穗機率明顯較低,顯示其對於不穩定環境的耐受度提高,並提升子代存活機率。平原菟絲子適應性早熟現象發生時,常伴隨著產生自我寄生。相對於一般寄生,自我寄生吸器生成時間較一般寄生長,吸器大小並無顯著差異,然而吸器數量較少,且較為深入宿主。起初推論自我寄生為演化中的缺陷,這樣造成其無節制的寄生,對生存有害。但是經過長期的觀察之後,發現其生長狀況並無受到影響,而是週遭環境不穩定,所促使暫時分解自體本身的養分,以度過考驗。

廣東血絲蟲對本校附近地區蝸牛感染之調查

近些年來,廣東血線蟲症,與國人食用蝸牛之風氣時有所聞,對於居住環境,國民健康,甚至國家經濟日趨危害,藉此局部而廣泛之調查,呼籲社會群眾重視。

莖葉的背地性與屈光性之比較暨環境顏色對植物的影響

某日,在書上看到許多有關植物莖葉的特性,其中包含有屈光性與背地性,心想,此兩種變因均為影興植物莖系的指向運動,在一般正常情況下,光與地為來自不同之兩個方向,但若來自同一方向,植物的生長會如何?是背地性大,還是屈光性大?抑或是會做某種程度的協調?其中真象如何?由於找了許多書籍,都無法給我一個滿意的答案,於是就親自著手設計這實驗。

反應速率實驗方法之改進

前學期作化學反應速率實驗附錄(l4)(a)時發現下列諸缺點:1.若使用原方法裝置做實驗,裝配一次,僅能做一次,但如欲得較正確之數據,必須經多次實驗,因而浪費時間及藥品。2.用口吹氣以使水充滿導管,不合衛生及安全要求。 3.裝 NaC10及 CO (NO3)2,的錐形瓶必須搖動,以便增加催化劑之接觸面積,手續煩雜。 4.對溫度控制上也比較困難。