全國中小學科展

國中組

美容奇葩-廢芭樂葉快速萃取及其應用

本研究利用微波快速萃取之方式,萃取芭樂葉中抗氧化成分。研究結果發現:(一)芭樂葉抗氧化能力高於果實。(二)紅玉芭樂比珍珠芭樂、紅心軟芭樂抗氧化能力高。(三)微波萃取的最佳條件為:功率設定中弱(200W)、時間為8分鐘、40%乙醇溶劑、固液比1:30。(四)微波萃取之方式,萃取液總酚含量及捕捉DPPH能力在8分鐘時均高於傳統水浴萃取。(五)熱風烘乾的芭樂葉總酚含量及捕捉DPPH能力分別都在14mg/g以上及90%以上。熱風烘乾50℃下5小時含水率可小於10%,為較佳之保存方式。(六)自行製造芭樂葉抗氧化精華液及環保美白抗老化面膜能提升廢棄芭樂葉之應用價值,且價格低廉。

青春永駐----探討地瓜葉烹飪之顏色變化

研究發現地瓜葉存放方式及料理方式會影響變色,包括變不綠、變黃及變黑;變不綠、變黃兩項和葉綠素有關;存放時接觸光線、空氣因葉綠素被葉綠素?分解而變黃,若葉子折損,因細胞內水解性單寧和酚?作用而產生褐變;水煮中細胞被破壞釋放酸性物質,使葉綠素脫鎂變橘色,添加鹽或小蘇打可穩定葉綠素,但無法阻止葉子變黑。葉子會變黑是在水煮後靜置才會出現,因此判斷是葉子中的凝縮類單寧氧化所導致,而梅納反應造成的變黑影響較小。\r 凝縮類單寧在空氣中久置會形成紅棕色沉澱;水煮時高溫加速反應,添加亞硫酸鹽類則可以抑制凝縮類單寧氧化。地瓜葉煮後變黑程度甚於其他蔬菜,是因其含有較多凝縮類單寧,而產生之變黑物質具抗氧化能力。

「力」爭上「油」--破解撈油網終極密碼

撈油網可以撈油,主因網格上形成水膜支撐住油,推論有五種力影響水膜,分別是內聚力、附著力、表面張力、重力、不同分子間的作用力。撈油網的網目很小(約為0.04mm2),形成的水膜較強韌可撐住油,大網格的水膜,水量較多,容易破裂;溶液成分可降低水的表面張力,內聚力變弱,對網子附著情形較好,有助撈油;網子弧度越大,網格邊緣所需的支撐力較小,而水膜中央又夠強韌可以抵抗油的重量,因此有助撈油;溼度越高水膜較不易蒸發,溫度越高水膜蒸發效率越快導致水膜易破裂,無法支撐油;靜置時間越久,蛋白質有足夠時間破壞水分子間的氫鍵,使水膜更易附著網格,提升撈油效果。撈油網應用於撈海洋油汙效果更佳,油品及海水的性質皆有助於撈油。

我要長大-綠豆芽承載能力探討

設計模擬實驗,找出正式實驗時會遇到的問題與狀況,並加以克服,以減少正式實驗時的問題,進行一系列的探討實驗,從(一、豆子種類)→(二、溫度差異)→(三、有無照光)→(四、有無壓重物)→(五、燒杯及壓板的大小)→(六、空氣流不流通)→(七、豆子品質),探討各種變因對綠豆芽生長的影響,進而找出種植最棒、最好吃綠豆芽的方法。經由此次的實驗,我們發現要種出最棒、最好吃的綠豆芽,需要一個不照光、黑暗的環境,使用健康的豆子,將豆子事先泡水,讓豆子吸水膨脹,挑出不發芽,不健康的豆子,再將健康的豆子平鋪在容器上,放上隔板,用8倍豆子顆數的重量(gw)施壓,並定時、適量澆水,5-6天後,就可以吃到最好吃的豆芽菜。

灣裏地區空氣污染對榕樹氣孔的影響

有一次電視“強棒出擊”節目中,有科學家把苔蘚種在市區及郊區的樹皮上,經一段時間後,他們發現愈近市中心,苔蘚死亡率愈高,而證明愈近市中心,空氣污染愈嚴重。因此,我也想是否可利用植物來表示我的家鄉──灣裡地區──空氣污染在那些地方較嚴重?上生物課時,老師講到蒸散作用及光合作用,氣體及水份都由氣孔進出,因此,植物對空氣污染的反應,應該可出現於氣孔上,我們就請教老師,可否利用植物的氣孔變化來作為空氣污染指標?同時我們也發現,灣裡地區存在有許多四合院磚造老社區及廟,有許多榕樹且樹齡相當老,依我們日常觀察,這些榕樹葉表皮上經常佈滿類似碳或膠的灰塵,因此,老師就建議我們以榕樹葉下表皮的氣孔作研究,找出氣孔受空氣污染的影響,再進一步以單位面積平均氣孔數作為灣裡地區空氣污染的指標。

養殖新選~微泡泡水機

水產養殖場以打水車攪動液面,目的為增加溶氧量,然而有下列缺失:1 .打水車只在液面翻動,養殖池底部無法充分得到氧氣。2 .空氣氣泡體積大,氧氣停留在水中的時間很短暫。3 .打水車機械裝置易損壞,常常需要維修。4 .水車要不停轉動才能維持高含氧,必須消耗大量電能。為改善以上缺失,我們利用白努利原理,讓水流快速通過「微泡泡水機」中,在管內產生負壓將空氣吸入,並經由漸擴的管子使空氣與水混合生成細微泡泡。而且水的流速越快,「微泡泡水機」內的壓力越小,形成的氣泡就越細緻,除了溶氧量增大之外,氧氣存留在養殖池水中的時間也越長,就越能節省電能。

重力加速度的測量,拋體運動的分析,以及機械能的轉換和摩擦力的討論

學習了力學之後加速度及能量的問題不停的圍繞著我們,但課本中所有的力學實驗大都由於計時裝置的不夠精確,而無法很完整的來滿足定理的要求,因此在寒假期問我們幾個同學換在一起,企圖自己設計出-套準確的計時工具和力學實驗裝置,來驗證課本中所告訴我們的力學性質。在計時工具方面,水鐘車以及微量天平的裝置,給了我們不少的啟示。加上電磁鐵的瞬間開關,我們終於設計出一套可以計時到千分之一秒以內的計時工具了,在力學裝置的儀器部分,我們想藉由二粒鋼珠在空問碰撞的相對位置關係上,找出運動學中所必須遵守的法則,進而探討位能與動能的轉換以及摩擦力所發生的效應:這樣我們不但能更充分的瞭解了課本中所斂述的力學原理,進而在自己動手的原則下,達成了學以致用的目標,並且在做過實驗後所得到的完整數據及資料中,我們又得到了豐碩的討論題材,從這些題材中,所獲得的寶貴知識,不但在開始時出乎我們的意料之外,其結果也確實讓我們興奮。

會漂浮的水滴

我們發現水滴大小、滴落的高度、液面振動與否以及表面張力大小等因素都會影響水滴是否會彈離液面的結果,我們把撞擊的過程給攝影下來並進行分析。水滴會漂浮於液面的原因是因為空氣層與表面張力的關係,當水滴接近液面時,兩者之間會形成一層空氣薄膜,若再加上降低水滴和液面兩者的表面張力,水滴會變扁狀且液面較柔軟,容易形成凹槽而包覆更多的空氣,因而更不易發生黏合。在振動的液面中,水滴撞擊波浪的波谷位置時會產生漂浮,而撞擊波峰位置時卻會與液面黏合而消失,這也與空氣層有關。為了證明空氣層的影響,我們把滴水的環境改成真空時,發現水滴在接觸液面時會被吸附進入液面,而相同滴落高度與顆粒大小的條件下,在常壓下卻會彈開。

廢棄電蚊拍回收應用

電蚊拍因電源開關故障而導致不能使用,我們往往就將電蚊拍器丟棄,其實只要稍加修理改裝即可拿來做靜電實驗。國中課程曾簡單介紹靜電學,為了進一步研究這課題並讓學生可作中學,我們利用回收廢棄電蚊拍加以改良組裝成教具,並設計以下幾個實驗組:電蚊拍電壓測量 、尖端放電、靜電除塵器、電子風、靜電單擺、電子風車、靜電馬達。以幾個元件簡易組合即可做數個靜電學實驗,這是我們主要創意。

百年謎蝸—員林盾蝸牛 Aegista inrinensis 發現誌

直至今日,員林盾蝸牛Aegista inrinensis是全世界唯一以我們家鄉「員林」命名的生物。但自1906年研究者於員林鎮發現並確立其模式標本後,員林鎮至今再無任何採集紀錄。可能因為研究者少、採集地未涵蓋員林地區以及相似種間的鑑定不夠明確而導致誤判。本組由文獻、採集記錄中得知近百年來員林盾蝸牛的採集地點多集中於桃竹苗地區,且研究者極少,合理懷疑員林鎮仍存有員林盾蝸牛。依照環境及人為干擾程度在員林鎮設立九個樣區,進行調查後,在森林棲地中發現二十隻員林盾蝸牛,顯示員林尚有員林盾蝸牛。此外,本組以自創X光透視圖做為分類依據,將員林盾蝸牛與其相似種做形態上的詳細比較,進而建立盾蝸牛屬之蝸牛的檢索表。