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高中組

奈米分子篩與本土植物染,讓藍染復活

本實驗提供一個使傳統藍染工藝復活的契機,希望從減少時間成本、珍惜染料資源、減少操作複雜度、根絕水污染及減少臭味等方面提供改善方案。從結果可看出得知鉑黑分子篩可無窮重複使用,在反應過程中無其他副產物出現,並且可在常溫中進行,相對於化學還原法尚會生成硼酸鹽類,雖然硼酸鹽污染性低,但硼氫化鈉反應性高,在水中除還原染料外,尚會自行分解,故從環保、安全及經濟方向思考,鉑黑分子篩確實是讓藍染工藝復活的不二選擇。本實驗發現分子篩催化還原法,其反應以速率定律式來看為零級,如此可使控制及管理更為方便,可在反應之初,就可正確預估何時必須加入反應物劑。未來希望尋找更多具同樣性質的還原劑,及不同植物染料,使其不僅符合經濟效益,更可結合傳統與現代,使傳統具有新的生命。

滾動運動與滾動摩擦的探討

利用實心鋼球在傾斜凹槽軌道上滾動的簡單實驗,來探討滾動運動。藉由合適的資料分析法,計算滾動摩擦係數ρ值,發現ρ值約在10-2cm左右。當軌道傾斜角逐漸增加時,鋼球會有由純滾動過渡到又滾又滑的現象,推估木軌道的臨界角約在24o附近,玻璃軌道的臨界角約在20o附近。 最後,更進一步加入滾動摩擦的效應,修正力學能守恆關係,以計算鋼球轉動慣量中之幾何常數K值,並推測出靜摩擦力在純滾動時不消耗力學能,而滾動摩擦在傾斜角愈小時,影響效應愈加明顯的結果。

看不見的保鮮膜──幾丁聚醣的萃取與應用

蝦蟹殼主要由幾丁質、蛋白質、礦物質三種成分組合而成,重量大約各佔三分之一,本實驗以蝦蟹殼為原料,經由洗淨、乾燥、磨碎之後,再以強酸強鹼處理,提煉出幾丁質,幾丁質再經去乙醯化反應,製得幾丁聚醣,由於幾丁聚醣可溶於弱酸,因此其應用性較為廣泛。實驗中將幾丁聚醣溶於醋酸溶液,觀察不同濃度的幾丁聚醣對肉類保鮮程度的影響,結果顯示,肉類浸置於過高濃度(5%)的醋酸溶液會造成表面蛋白質的變性,且浸置幾丁聚醣溶液後若沒蔭乾,肉類會因滲透壓的差異而開始滲水發臭。將幾丁聚醣溶於3%醋酸溶液,並將浸置過溶液的肉類蔭乾,72小時後所有的處理皆有發黑、發黴的現象出現,顯示幾丁聚醣的處理對肉類的保鮮並無明顯的成效。

篩選兩點鋸鍬形蟲分解纖維素之腸內菌

本實驗使用兩點鋸鍬形蟲的二齡幼蟲,將腸內菌分為前腸培養、後腸培養、上清液培養、下清液培養,以有氧環境或厭氧環境中培養,來分析菌相是否具有差別。結果顯示前腸與後腸純化後菌落種類相似。下清液較上清液具有較多真菌,而純化出來的細菌菌落種類相似。在有氧環境中共培育純化出35 種菌落,其中有3 種菌落有分解纖維素的分解圈形成;在厭氧環境中,共培育純化出81 種菌落,其中有4 種菌落有分解圈的形成。從我們的實驗顯示兩點鋸鍬形蟲幼蟲的腸內菌大多都是厭氧菌,但是不論有氧、厭氧皆有可分解纖維素能力的微生物。

光敏靈發光的探討

記得高一時,基礎理化實驗手冊(上)中,有光敏靈和氰光棒發光現象的實驗,這種神奇的化學致光反應,深深地打動了我們的心,更激發了我們課餘研究的興趣。

藉光譜分析研究太陽

本社對於太陽黑子的觀測紀錄,今年已第四個年頭。且對黑子的研究,已有相當的結果( 註 )。唯對太陽光譜的探討,限於儀器問題,未能實行。待由我們自己動手克服後,開始了這項實驗計畫。 目前,世界上美、日兩國從事此太陽光譜的分析已具成果,但國內卻仍無一單位從事之。雖然我們的儀器簡陋,但希望藉著我們的努力,能激起國內對研究太陽的重視。敬請專家指教。

光學影像探針用於檢測細菌感染之研發

本實驗之目的在尋找臨床上針對檢查傷口有無細菌感染時更快速有效的方式,同時期待能降低這方面的醫療成本。本實驗選擇以刀豆蛋白A做為細菌的靶向配體,因為以刀豆蛋白A 製出的光學影像探針可以檢測出大部分常見的細菌。利用刀豆蛋白A與螢光染劑合成所製出的光學影像探針吸附細菌,以達到檢驗有無細菌感染及標記細菌分布的目的。實驗結果顯示,製成的影像探針可以檢測和量化細菌的數量,同時不會對細胞產生毒性。本研究結果初步支持了光學影像探針應用於細菌感染檢測的可行性。

黏菌( Slime Molds )攝食方式的探討\n─胞內、胞外消化的驗證

從高中生物課本中,我學到不少有關黏菌的常識,可是心中仍有許多不解之處,其中最讓我困擾的就是許多的書籍中都有培養黏菌的方法,而且都說加上麥片的目的是為了供細菌或酵母菌生長,而黏菌正是以吃這些細菌或黏母菌來生存。但是黏菌如何吃牠們?黏菌又是怎麼找到的?因此我決定對此作一系列的實驗以找出答案。

腐植酸對大豆生長及產量之影響

該項實驗蒙台灣肥料公司之委託及贊助而作,其目的在明瞭新型肥料腐植酸對於紅壤地區大豆之生長及產量之影嚮,俾以推廣之依據。

紙摺圓錐曲線的研究

在高中數學第四冊,講到圓錐曲線時,老師曾介紹用紙摺法摺出拋物線、橢圓及雙曲線之近似圖形,深感其妙趣之餘,卻不知所得之摺痕所為成的圖形為何會近似圓錐曲線?經老師指導之其嚴密證明須用到微分幾何之定理,並拿數學傳播季刊(65年5月創刊號)中關於紙摺法的某校科展作品讓我參考,但我不滿意其結果,經過多方嘗試後,我想利用高中學生所學的數學知識對此問題再加以討論。