全國中小學科展

國中組

「遊」「銅」花之美

本實驗利用硫酸銅溶液進行電解,搭配自己設計的簡易型實驗裝置,製作出具紅色金屬光澤的平面式銅花。我們採用削尖的石墨棒當負極,圓形的銅片當正極,並使用添加了3滴 1 M鹽酸的0.5 M硫酸銅溶液30 mL當電解液,搭配自行研發設計的三明治裝置,能在10分鐘內生長出最大寬度4.8 cm、具對稱性的平面式銅花。 我們還設計出綠色化學之銅花微型裝置,除了可讓師生們能在教室進行電鍍銅的實驗,還能搭配製作銅花書籤,將藝術融入自然科學中,更能大大減少硫酸銅的使用量,達到「低污染、可回收、省資源」等減量減廢之環保理念的綠色教學。

天然ㄟ尚水~香草水溶液對玫瑰與非洲菊切花保鮮及環境保護之影響

本研究主要在探討甜薰衣草、口香糖薄荷、檸檬香茅、玫瑰天竺葵、鳳梨鼠尾草、艾草、到手香、直立型迷迭香、芸香等九種不同香草並加上備長炭、麥飯石等天然材料之複合配方,對玫瑰及非洲菊常用切花之瓶插壽命影響評估研究。\r 針對複因子評估香草之不同處理方式對切花瓶插壽命並無一致性,固歸納出改良配方,即針對不同香草種類建議最佳選擇處理方式,採香草整片處理為檸檬香茅;直立型迷迭香;芸香;艾草;到手香、香草撕裂狀者為鳳梨鼠尾草、粉末狀者為甜薰衣草;口香糖薄荷及玫瑰天竺葵方式為佳,均能有效延長切花瓶插壽命,花徑綻放度甚佳。\r 本組繼續改良研發結合家庭用品(紅糖、酒精)、有機香草及環保淨化之備長炭及麥飯石等複合式配方,改良實驗1證明:玫瑰浸漬不同香草保鮮處理液實驗中以玫瑰天竺葵(粉末狀)及甜薰衣草(粉末狀)處理組在吸水量表現較佳。非洲菊浸漬不同香草保鮮處理液實驗中,口香糖薄荷(粉末狀)及檸檬香茅(整片狀)無論在吸水量及花徑量表現最佳,瓶插壽命更達13天,遠超過文獻上之瓶插壽命8天以下,另以更簡便之香草精油改良替代實驗2瓶插壽命得知:玫瑰切花保鮮以迷迭香精油最佳(達9天),比對照組(自來水)7天為佳。非洲菊切花保鮮方面以薄荷精油處理最佳(達10天以上),比對照組(自來水)3天有顯著性差異。並且發現平均吸水量表現與瓶插壽命優劣呈一致性。若能將上述適用方法加以推廣,當更能改善一般業者及消費者所普遍採用之化學保鮮劑無形中所製造出重金屬污染水質及環境問題。

「氫」輕的飛走了

我們將內充空氣、氫氣、氧氣及二氧化碳的氣球體積分別為60 × 30 ㏄、60 × 25 ㏄、60 × 20 ㏄、60 × 15 ㏄、60 × 10 ㏄五種,利用內充不同氣體的相同氣球比較體積的減少(收縮速率的不同)來證明『氫』分子真的是很小。

先「磁」得電˙「氫」而易得–磁場對電解水產氫效率之研究

經過實驗我們發現:磁場作用下溶液的流動方向符合安培右手定則判定溶液的流動方向,而且磁鐵越靠近電極會造成的磁作用較大,溶液流動越快,造成的磁場擾動會影響反應的進行。電解水產氫不同濃度的溶液使用適當強度的磁場,可以提昇產氫的速率。探討磁場對於產氫速率的影響,以粒子碰撞學說模型,「燃燒煽風供氧」比喻加以說明,必須同時思考溶液的「離子濃度效應」和「磁場擾動效應」才能達到最佳值。加入磁鐵作用下實驗結果,可有效減省電能,本實驗在10V電解0.5MNaOH將磁鐵放置負極下方、N極向上產生30毫升的氫氣,產氫速率增加20.9%,並可有效減省24.8%的電能。

大吃一「晶」—探討藥物分子料理鐵劑晶球的緩釋作用現象

本研究利用海藻酸鈉與鐵離子螯合交聯形成的分子料理鐵劑晶球,來進行探討鐵離子的緩釋作用現象,我們設計一部自製 「3+1管」晶球量產製造器,來精準控制晶球的大小、硬度,並量產晶球,及比較二價亞鐵離子和三價鐵離子晶球的成型差異,與影響晶球緩釋速率的因子。由實驗研究重大發現: 發現一:硫酸亞鐵晶球,軟爛扁塌不易成球型;而硫酸鐵晶球,可成球型且彼此不易沾連,適合做為探討藥物分子料理鐵劑晶球的緩釋作用對象。 發現二:光波長400nm最適合做為硫酸鐵鐵劑晶球,緩釋鐵離子濃度吸光度測定標準。 發現三:晶球內鐵離子濃度愈高、晶球化時間愈久、緩釋時間愈久、緩釋液溫度愈高、緩釋液愈酸或愈鹼,皆會使硫酸鐵晶球緩釋出的鐵離子量增加。

「火」「辣」又「神」奇的防護:以火龍果皮、辣椒和洛神花色素製作天然護脣膏之研究

在冬天的時候,許多人會使用護唇膏滋潤嘴唇,我們查詢護唇膏中的色素成分,幾乎都是人工色素,會造成健康傷害,我們想要製作出天然的護唇膏,以解決健康上的疑慮。我們選用紅色系的色素材料:火龍果皮、洛神花和辣椒色素,比較三者的抗菌性、保濕性和抗氧化性,我們發現以下結果: (一)三種材料都有抗菌性,而洛神花的抗菌性是三者中最好的 (二)保濕性以火龍果皮最佳,辣椒最差 (三)抗氧化性是辣椒大於火龍果皮 接著我們將火龍果皮、洛神花和辣椒色素製作成天然護脣膏,請同學們試用後填寫問卷,調查同學們對這三種天然護脣膏之舒適度、吸收度、著色度、保濕度及口味好感度的滿意程度,以作為將來開發天然護唇膏的方向。

異形

您或許從未重視過「誘變源」(mutagen),但事實上「它」卻已深深的影響到你我的健康,甚至於世代的子孫都將飽受誘變源的迫害。 六年前沙士中所添加的黃樟素,今日礦泉水中添加的苯、香腸中添加的亞硝酸鹽等等皆為令人可怕的誘變源,也都直接傷害到人類。究竟誘變源對生物的影響有多大?環境中還存有邢些誘變源?又該如何將其對人類的傷害降至最低?這些都是我們必須解決的問題。在收集資料及請教過老師之後,我們便設計一些實驗希望能增加有關遺傳突變方面的知識,更希望能因此引起大家對誘變源的注意,一起防治這可怕的「文明產物」。

食用酵母菌紙電池之探究

本報告探討食用酵母菌電池的發電特性,並將酵母菌電池紙製化以方便攜帶與保存。本食用酵母菌紙製電池分為陰極(緩衝溶液)、陽極(緩衝溶液與食用酵母菌)、與鹽橋(緩衝液)三層,皆以紙為載具,並以銅片為電極。經實驗發現第三代紙電池在陰極加入1.75%的雙氧水後的電壓最高達0.335V,但為了乾燥保存將氧化劑改為0.02g的過碳酸鈉。結構方面,發現將紙電池墊高使陽極接觸空氣,幫助酵母菌行有氧呼吸作用,可以幫助提高電壓。最後將第三代紙電池陰極加入0.02g過碳酸鈉、增加空氣室,並與鋅銅電極結合,電池平均電壓為1.142V,比傳統化學藥劑版的鋅銅紙電池高了25%。

揭曉謎樣般的魔術六芒星

1.先算出所有數的和及每邊的和2.找出所有可能性3.將無法成立的刪去4.從剩餘解中找出規律5.利用規律找出速解法。

電磁蔬菜

本實驗是借由「安培右手定則」、「電流的磁效應」和「螺形管線圈」,研究電磁場對蔬菜的影響。結果發現小白菜、菠菜、豌豆、四季豆均是在 N 極朝上的磁場中,生長速率較快,且與各種蔬菜的每顆蔬菜之平均質量有一致的關聯性。而各種蔬菜對盆栽的容器亦各有癖好:小白菜、豌豆和四季豆在鐵盆生長情況較好,菠菜對塑膠盆生長情況較好,莧菜則無明顯差別。各種蔬菜在低電磁場的情況下,對萌芽率和生長速率均較好;在高電磁場的情況下,萌芽率低,且生長高度差異性較大。所以不是電流愈大,生長情況就會較好。此外我們比較,在相同電流的情況下,四季豆和小白菜是在鐵盆(通電)中生長情況較好;而菠菜和豌豆則是在塑膠盆(通電)中生長情況較好,由此可知小白菜和四季豆所需的電磁場比菠菜和豌豆所需的電磁場較大。