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國中組

以上帝為師~電子鼻在甲醛偵測的開發及應用

氣味能被吸附嗎?吸附後重量會增加嗎?甲醛是病態大樓症候群的元兇,要怎樣才能偵測得到?能模仿生物嗅覺模式組裝靈敏的甲醛偵測器嗎?這些引發出我的興趣。先利用炭材吸附蚊香味,以活性炭吸附 0.02g/g 最好,片狀竹碳磨碎後吸附增加 32 倍!但稱重法靈敏度很差(5900ppm)。為了改進,模仿生物的嗅覺模式以金屬氧化物晶片為接受器,吸附氣味後將改變電壓傳到示波器顯示,成功的開發電子鼻科技一號電子鼻。反應電壓和甲醛濃度或注射量呈正相關,相關係數達 0.9 以上,靈敏度達 0.001ppm,再現性好,誤差只有 0.83%。科技一號偵測不受濕度影響,可應用到環境監測,偵測出裝潢三個月的櫃子約有 0.1ppm 的甲醛,驗證曝曬使合板甲醛易釋出,也可以辨識回鍋油,希望科技一號能對環保貢獻一份力量。

巧取末球之因數應用

利用正因數的方式,將指定的數列取完,不能再取者敗。例如:一、單線形規則規則:在一直線上給定n個球,甲乙兩人分別先後依序由左而右拿n的正因數個球(本身除外),不能再取球者敗。二、多線形規則規則:在m直線上給定n個球,甲乙兩人分別先後依序由左而右拿第╳排n的正因數個球(本 身除外),且不許跨線,一次只能取一列中的球,不能再取球者敗。

活性碳與各類物質反應之探討 ─ 研究其對顏色、氣體、酸鹼吸收之效率

(1)確立活性碳對膠態溶液及真溶液吸收顏色之性質。 (2)探討活性碳吸收酸鹼之效率。 (3)研究活性碳是否能夠有效率的吸收氣體。

利用「測定空氣中氧含量」的改良實驗來探討「影響鐵氧化銹蝕速率的因素」

本校新建大樓的鐵窗裝上幾天就銹蝕了,氧化銹蝕之速率驚人,為什麼?使我們聯想到化學課本第一冊第二章習題作業中「鐵生銹非有水及空氣兩種東西不可」,而基隆氣候多雨水,同時靠近海邊,空氣中含有海水中之鹽類較多,是否鹽或其他物質也會使鐵銹蝕之速率增快?因此我們著手研究。

菟蝨子

為了解平原菟絲子的寄生模式、對寄主生理影響的分析,我們設計簡單實驗與徒手切片觀察。實驗結果為:(1) 在溫度約20℃時,平原菟絲子的種子發芽率與生長速度最佳; (2)當平原菟絲子碰觸到寄主時會以左旋方向纏繞寄主,細條狀的莖會分化出吸器 (3)除了養份外,水分也是由寄主植物提供,觀察平原菟絲子的莖和葉表面,皆缺乏氣孔。 (4)平原菟絲子依賴維管束吸收其他寄主植物的養分,計算莖切面積與維管束面積比發現,與其他兩種植物比較,顯示維管束在平原菟絲子體內的重要性;(5)對平原菟絲子的莖部進行顯微切片可以觀察到葉綠體,但是利用『分光器』與『濾紙色層分析』發現缺乏葉綠素a、葉綠素b、胡蘿蔔素,但具備葉黃素,故平原菟絲子無法進行光合作用並非「缺乏葉綠體」,而是缺乏主要色素。

天旋地轉-七彩的糖漿

本實驗是將兩片偏光片、白光光源、雷射光源及刻度盤組裝成簡易旋光度計。先用偏光鏡產生出一道偏振白光,經過有旋光性的糖漿偏轉後,不同色光因此分離,再用一片偏光鏡將不同偏振方向的偏振光過濾後,在屏幕上顯出不同的色光。我們也利用糖漿的旋光性質製作出一個可產生七彩色光的手電筒。同時,我們希望利用此簡易儀器測出糖水溶液的濃度對旋光度的影響,並利用此結果,可由旋光度比對出糖水的濃度。 實驗結果顯示,路徑長、濃度及雷射光的頻率與旋光度均有線性關係。

波濤洶蛹

現今都市的環境,生物體包括人類,幾乎是暴露在無所不在的電磁波中生活,過去已有相關研究指出,磁場對於生物的確有影響,但較少看到針對磁場對於生物體整個生命週期的影響作完整的研究探討。本實驗以野生型果蠅為實驗動物,外加不同強度的磁場,探討外加磁場下果蠅行為、生活史及生殖力的影響。我們將果蠅養在含有固體培養基的牛奶瓶中,利用線圈通電以製造外加磁場。結果顯示,在外加磁場下的果蠅,行動明顯較對照組果蠅來的遲緩;在一般正常情況下,成蟲果蠅較喜歡在接近瓶口的位置活動,而幼蟲則喜歡在培養基中及接近瓶底的瓶壁上爬行,而外加磁場下的果蠅,相反地,成蟲多在牛奶瓶下方活動,而外加較高磁場,分別為80 高斯及40 高斯的兩組,幼蟲則喜歡聚集在瓶口的位置,推論磁場可能影響果蠅方向感的辨認。在果蠅的生活史方面,外加80 高斯及40 高斯的實驗組果蠅,開始羽化的時間較對照組果蠅,分別晚了2 天及1 天的時間,說明磁場可能對於果蠅的生命週期有所影響。在果蠅的生殖力方面,結果顯示在0 到80 高斯的磁場下,外加磁場越強,果蠅的子代數越少,推論磁場會影響果蠅的生殖能力。本實驗所使用的磁場強度相當的強,為一般家電所產生的磁場強度的160倍以上。只能推論在外加強磁場下可能對果蠅的生活史、行為及生殖有所影響,至於一般家電用品所產生的電磁波是否對人體會產生不良的影響,則需要進一步的研究。

垃圾變黃金

地球上的能源日趨銳減,人類所製造出的垃圾遠多過於能使用的能源。能否將這些垃圾變成可以使用的能源是我們想探討的問題 。工業革命後,全球慢慢由農業社會轉型成為工商業社會。工廠需要像石油這種可以產生動力的能源 ,人類需要依賴天然氣或瓦斯來烹煮食物、燒開水…等。但是這些能源並不是用之不盡 ,取之不竭的。所以我們想製造一種既可以減少垃圾量,使用後又沒有污染的能源。希望達到環保與再生的目的。為了尋找這種能源,我們詢問過老師,也查過資料。我們發現酒精是一種燃燒後只會產生CO2跟H2O的產物的能源,比起其他能源使用後的產物還要來的乾淨,環保許多。酒精要如何製造呢?這學期自然課中,我們學了「有機化合物」。有機化合物中的「乙醇」也就是酒精,可以利用葡萄糖加酵母菌發酵製成。哪些材料可以做為我們這次實驗的材料呢?我們在街道、農莊、水塘與家中看到許多的垃圾,它們都是碳水化合物;像阿公家種的稻子,收成後不要的稻殼、路邊攤賣甘蔗的小販削掉的甘蔗皮、廚房已經發了芽的甘藷、菜市場菜販丟掉的玉米苞、水塘裡處處可見的布袋蓮以及椰子殼內的椰子肉,都是我們實驗的對象。實驗中我們討論什麼樣的材料最適合製造酒精。並且探討影響酒精產量的因素如:趜菌量的多寡、葡萄糖的濃度、發酵環境的溫度、發酵環境的pH值。經過半年多的實驗研究後,發現選擇的材料中以甘蔗最佳。且配合最佳的發酵條件,可以製造出濃度20%的酒精。我們真的把垃圾變成黃金了!

八掌溪嘉義地區棕沙燕(Riparia paludicola)之生殖生態研究

棕沙燕(African Sand martin,Riparia paludicola)屬於燕科又叫土燕,體長約10~11 ㎝,重約15g,雌雄羽色相似,本研究係從2003.9.21~2005.3.12 連續觀察二個生殖季,2004 年的生殖季,共計95 天。2003年棕沙燕生殖成功率30﹪,雛鳥離巢率39﹪,2004 年紀錄30 個有生殖紀錄巢,第一窩生殖成功率為80﹪,雛鳥離巢率是83﹪,生殖第二窩有12 個巢,但生殖成功率只有25﹪,雛鳥離巢率24﹪。棕沙燕挖掘時嘴腳並用,土洞寬約5.9~8.0 ㎝、高約4.8~8.4 ㎝、深度在生殖初期較深平均98.6 ㎝,生殖中期約78.6 ㎝,窩巢平均長徑約10.91 ㎝,高度5.34 ㎝、巢中央內凹約3 ㎝,蛋的色澤是米黃色,無汙斑,雙端圓錐形,孵卵日程約需9.5 日,育雛期約為20.8 天。

液動謎宮:Marangoni flows的流道選擇及其影響分析

在牛奶中滴入清潔劑,會觸發液體間的表面張力差,形成馬拉高尼流(Marangoni flows)。本研究使用3D列印製造流道與迷宮板,於迷宮中注入一層牛奶,並在起點滴入清潔劑,使得牛奶液面上的色素走出一條可通向迷宮終點的正確路徑。藉由攝影並以軟體Tracker分析色素的流動情形,了解其背後解謎的真相。研究發現:液體種類、流道狀態、終點的面積、流道的岔路與彎道數、溫度差異,皆會對色素流動產生影響。在無解流道、簡單幾何流道、多重路徑迷宮及唯一路徑的迷宮中,色素的流道選擇產生許多有趣的樣態。我們將其概念轉化成有趣的液動導航並與Google導航進行比較分析後,引入並修正A*演算法導入Python模擬棋盤格流道導航,嘗試呈現出流體行為的計算機思維。