國中組

本研究根基於氧化石墨烯的物理和化學性質，發展出能隨蔗糖濃度改變的氧化石墨烯濾紙電阻。在以漢默方法（Hummer’s Method）製作出氧化石墨烯後，將氧化石墨烯懸浮液滴加於濾紙上，加熱使水分揮發，做成氧化石墨烯濾紙電阻。其電阻表現遵守電阻定律，電阻與濾紙長度有著正線性關係，且其電阻率會因所在環境不同而改變。以濕潤法測量電阻，當蔗糖濃度上升時，電阻率也隨之增加；反之，以蒸乾法測量電阻，電阻率卻會隨著蔗糖濃度上升而下降。在固態電阻中，氧化石墨烯有可能因為與蔗糖分子間的氫鍵作用而彼此靠近，使電子更容易在石墨烯分子間移動。此特性使氧化石墨烯濾紙成為一個可任意塑形、又可敏感於環境變化的偵測器。

常常看到鳥類都將一隻腳縮起來，七股的黑面琵鷺如此，就連家裡養的金絲雀也有這種現象。這不禁讓我們對此種行為感到很大的興趣，在翻閱相關書籍及資料後，發現解釋此一現象大多從維持體溫恆定的角度切入說明，但卻沒有明確的實驗證明。剛好在自然與生活科技課中有學到關於「恆定性」的單元（康軒版下冊第二章第一節），所以我們就以現有的材料來設計實驗，藉著觀察在不同溫度的環境中，金絲雀的單腳站立行為是否有所差異，以便求證書中所言，並想更進一步了解溫度對鳥類行為的其中奧秘。

本實驗旨在探究褒忠沙崙蟻獅對棲地選擇的情況，研究中發現蟻獅選擇特定的沙崙活動，主要是與沙崙中的沙粒特性、地形結構中的坡度以及餌食生物的種類及豐富度有關。研究中發現蟻獅傾向於選擇沙粒顆粒較細、地形坡度較為平緩以及紅螞蟻數量較多的地方挖掘沙穴。此研究並對蟻獅的微棲地進行初探，顯示人類的活動可能會影響該物種的棲地選擇。

本研究以自製暗箱和arduino感測器全程監控雙氧水在各種條件下催化分解的反應，實驗主要分兩種模式: 一、 比色法定性分析顏色 溶液注射於比色管中→放至暗箱外→啟動計時器→觀察顏色和溫度→分析比較資料 二、 Arduino與暗箱定量分析濕度、透光度、溫度 溶液注射於比色管中→放至暗箱內外→啟動燈光→arduino監控視窗→讀取數據→分析資料 不同以往課堂實驗的二氧化錳催化及排水集氣法觀察雙氧水分解氧氣的實驗，經過本研究反覆測量和比較之後，結果顯示：氯化亞鐵和氯化鐵加上亞甲藍液可透過顏色、反應速率、溫度、濕度、質量和透光性等多元性質，讓同學更有感的理解雙氧水的催化分解反應，同時以少量藥品達到綠色化學的目的。

本研究主要是利用3D自製多功能行動光譜儀，優點是裝置輕便，具有觀察可見光光譜，和螢光光譜的雙重功能，不僅如此，此裝置尚可利用卡榫概念擴充未來裝置，加強自動化的可能性。 透過此裝置檢測水果新鮮度和螢光性，並比對HPLC和質譜儀分析，實驗顯示（一）可見光光譜有藍綠紅的基本頻譜，而螢光光譜則為藍綠頻譜（二）不同水果有不同的光譜特性（三）每種水果的光譜強度會隨著天數改變，變動性為藍光>紅光>綠光，又以第一天到第三天變化最大（四）蘋果無螢光性質，吸光度與濃度成正比，光譜變化穩定。這些現象顯示我們的光譜儀確實可提供初步定性資訊，未來將更精進裝置，以便提供更多化學分子的訊息。

探討不同濃度含氟樹脂對不同針織物(擦拭紙、尼龍布、不織布及碳纖維布)疏水疏油及油水分離的影響。根據實驗結果，含氟樹脂的添加能使不同針織表面具有超疏水疏油性及油水分離特性。針對以上結果，可以歸納以下幾項重點：氟比例的增加對於尼龍布液滴接觸角沒有顯著的影響，但當氟比例高到1%以上，其水接觸角皆大於160度以上。尼龍布具有次微米級的纖維，需添加較高比例的氟，才能達到疏水效果。相較於擦拭紙與不織布針織表面，尼龍布不僅分離速率快，亦可達到油水分離性能佳的優勢。因此，水的接觸角越高，油的接觸角越低，水與油的接觸角差異越大，此油水分離膜的效果越佳！而碳纖維厚度越厚雖然有利於疏水性能提升，卻使得分離速率慢且由水分離性能效率低。

檳榔在我從小的記憶裡，是再熟悉不過的東西——亭亭玉立的檳榔樹，圍繞住家四周，散發出淡淡清香??尤其是一些喜慶的場合，檳榔子更是親友們交際應酬的必備禮品。每次看到綠色黃金在眨眼間變成了紅紅的汁液，好像魔法一般??。老師說，那就是課本所提到的「化學變化」了，我覺得很有意思，到底這個顏色變化是怎麼產生的？還有，曾看過叔叔在嚼食檳榔時，邊吃花生米，結果吐出的汁液顏色卻沒那麼紅，不曉得是什麼原因？另外，檳榔裡頭所添加的成分對人體會有什麼影響？有沒有方法可以驗證課本裡頭的知識？經過和老師的商量，訪問了檳榔的相關業者，便開始了一連串的探究活動。

我們曾看到某一電視台教人如何做出最漂亮的冰塊，原理就是：不要讓冰晶變得太大，方法就是延長冰塊凝結的時間，他們是把水放在保利倫裡面，讓保利倫保持水的溫度，用以延長凝結的時間。看到這報導不禁讓我們思考，是否增加冰塊的凝結時間，可以使冰晶變得比較小呢？那在在不同溶質的水溶液中，形成的冰晶有什麼不同呢？現在坊間流行的黑砂糖挫冰，有些是以冰加上糖水，有些卻是以黑糖水直接去冷凍，這兩者的口感不同，那麼冰晶有什麼不同呢？也許冰晶是讓我們吃的「挫冰」是否美味的關鍵吧？所以我們以不同水溶液的冰晶作為研究對象。

將水晶寶寶放置於加熱板，會不斷跳動並發出高頻聲音。本研究透過錄音及錄影進行分析，探討其跳動的原理及特性。研究發現：水晶寶寶於加熱板溫度80°C開始出現穩定跳動，並發出高頻聲音。溫度越高，跳動高度越低且聲音頻率越高。並發現水晶寶寶為符合虎克定律之彈性固體，其聲音頻率與√k成正比，符合簡諧運動的型式。進行動力學分析發現，水晶寶寶於加熱板撞擊之恢復係數穩定於1附近震盪，且發現水晶寶寶撞擊加熱板時會噴發氣體。我們嘗試於加熱板上方放置壓電晶片進行撞擊，發現溫度越高，產生電壓越高，可透過碰撞實現能量轉換。最後結合聲音及動力學分析，提出物理模型針對觀測之現象進行解釋，論證此現象屬於高含水彈性固體的Leidenfrost效應。

為改善台灣水庫淤積問題，轉變水庫泥砂淤積問題成為永續資源，使水庫產生長期效益，本研究採旋風吸塵器概念製作結構簡單的水力旋流分離裝置，可在水庫供水時同時排淤，並運用虹吸引水方式抽取淤泥，以高度、管徑、圓桶長度作為影響旋流分離的主因，經實驗發現，改變此三項變因可影響流速進而影響分離率，實驗中可有效分離99%河砂與97.5%白河水庫淤泥。 從模擬水庫排砂的實驗中，探討淤積粒徑的分布區與不同水力排淤工法的效益，依實驗結果得到水力旋流分離適用於水庫中上游粒徑大於黏土的淤積，水庫下游可搭配排淤隧道排出較難分離的黏土淤積，兩者搭配使用清淤將可不再受天候限制，並可蓄清排淤達到節能減碳的效果，延長水庫的壽命並降低原水濁度。