國中組

為檢驗地下水的微量金屬，本研究修飾組裝可同時測定透光度及散射光的LED光電儀，微觀金屬與單寧酸作用，找出單寧酸適用濃度及金屬可偵測濃度範圍。研究中先以手機光譜儀測出單寧酸與金屬錯合的特性光譜，再以LED光電測定儀測定訊號觀察，推測其作用關係，試驗出適合檢測濃度條件。研究結果顯示，單寧酸對鐵及亞鐵離子皆會產生黑色錯合物，與其他金屬則產生沉澱。在低於濃度10-3M下只有鉛離子與單寧酸會產生沉澱。利用儀器的高靈敏度測量鐵離子與鉛離子對單寧酸產生的錯合物，經透射電壓值分析後，可成功量到10-6M鐵離子，而鉛離子則為10-5M。有別於一般的金屬檢驗方法，以單寧酸檢測法為創新且具穩定效果，成本低無污染，可用以測量出鐵或鉛的含量。

實驗之初觀察水芙蓉的形態特徵和生長環境，發現：水芙蓉偏好在春夏生長，秋冬有落葉情況，且水芙蓉具有高度的環境適應性，會隨環境水深調整根部長度，以穩定植株平衡。若將水芙蓉沒入水中，並將根埋於土壤，會有斷根浮出水面的現象。水芙蓉的密度在葉片為0.38 g/cm3，根部為0.92 g/cm3，這樣的因素使葉片可以產生較大浮力；而根部可以穩定平衡植株。從本研究結果得到：浮水時間與葉片重量與長度有高度正相關，翻正時間則與根部重量和長度均有相關。進一步研究較大的樣本發現，當無根狀態時，浮水時間反而比有根狀態慢，且無法順利翻正，這說明了水芙蓉的平衡機制葉片和根部的影響缺一不可。

我們以台東海岸地區以及小野柳的皺紋陸寄居蟹〈Coenobita rugosus〉作為研究物種，想了解小野柳風景區這樣受到人為干擾的棲息地，陸寄居蟹揹殼合適度到底有多少？我們想藉此研究並進一步地探討陸寄居蟹的換殼行為。根據寄居蟹與螺殼的形質相關性分析，我們找出了殼內體積和重量與寄居蟹身體大小的相關性最高，而行為實驗測試也獲得了相對應的結果，我們發現寄居蟹若是揹著一般螺殼，則會傾向換成內體積較大但較輕的螺殼；若是揹著非洲大蝸牛的殼，則會傾向換成內體積較小但較重的螺殼。而小野柳地區的寄居蟹族群比起鹽寮海岸，揹著適中和偏大殼的陸寄居蟹所佔比例較高，可見這幾年來小野柳舉辦「給寄居蟹一個家」的活動對當地寄居蟹生態有著正面的幫助。

在一次展覽中，擁有了台灣菸酒公賣局所贈送的【彩虹六角拼圖】，引發我們對色卡的濃厚興趣，於是我們開始了一連串的研究。我們從三色卡開始著手，因為排三色卡很簡單，很快就完成了，接著我們就展開四色卡的研究。我們先定義了 A、B、C、D、E、F 六種樣式，A 和 F，B 和 D，C 和 E 互為三組搭檔。取 8 張相同的樣式加上另 1 其他的樣式，我們發現只有四個角落有解，這四個角落跟往後的研究有很大的關係。剛開始我們都很快地找出了規則；不過，取 4 張相同加上另 5 張其他樣式的情況裡，情況太多了，因此我們另尋思路。我們將九宮格看成四個田字型，中間的位置要正放，定義出右上、右下、左上、左下四個田字型，我們找出了田字無解的規則。雖未能找出有解的規則，但是我們利用整理出來的田字表格去分析，任給九張牌是否有解？最後我們發現了一個類似拉丁方陣的表格，分析出共有 47808 種不同的解答。

初看題目：「任給一個五邊形，標定五個邊的中點後，擦掉這個五邊形，請利用這五個中點，畫出原來的五邊形」，令人有無從下手的感覺。只好從三角形開始研究，想不到研究四邊形時，就發現有「無解」與「無限多解」的兩種情形。這時，反而提昇我們對這個題目的興趣，促使我們更進一步想要了解它的究竟。五邊形的研究所花的時間最長，當發現到可以結合三角形與四邊形的作圖方法，來解決五邊形的問題時，才有了突破性的進展。一直研究到八邊形後，一般性的結論自然就呈現了。上述的研究發展都是利用尺規作圖來完成，當多邊形的邊數愈多時，痛苦指數也愈增高，因為作圖誤差會隨著邊數增多而累加，在七邊形以上時，就快樂不起來了。雖然有正確的理論，實際操作上卻不容易掌握其精確性。何況把這些「中點」改成「分點」時，研究就觸礁了。經過老師指點，尺規作圖不容易精確，何不想辦法改用電腦來繪圖。可是要請電腦工作，自己得先把運算的公式找到，電腦才幫得上忙。我們先定義平面上兩點坐標的運算規則，推導出給定各邊「中點」求作n 邊形的公式後，也一併驗證了尺規作圖理論的正確性。接著企圖把「中點」改成「分點」時，公式推導就比較困難了，這需要十足的「細心」+「耐心」來計算導出，完成給定各邊「分點」求作n 邊形的公式後，「中點」公式就只是其中一個特殊情形罷了。電腦繪圖程式設計完成後，使我們對這項研究有更清楚的認識。當多邊形無限多解時，可藉著移動所求多邊形的「頂點」來觀察圖形的凹凸如何變動。當多邊形有唯一解時，也可藉著移動「分點」的位置，來觀察所求多邊形的圖形如何變化。甚至於多邊形無解時，也可請電腦計算，來改變分點位置，使多邊形有解。以上所述，我們都做到了。

蚯蚓自然農法是以「環境和生物共生共榮」的方式來種植作物，本組希望創造一種能在都市狹窄空間，利用生廚餘和蚯蚓改良土壤性質、不用化學肥料的自然栽種農法。實驗發現在光度為476±10lux 的白光環境下，蚯蚓的負趨光行為最明顯；在電磁波為38mG的環境下，蚯蚓鑽入土壤中的速度比沒有電磁波的組別快。在飼養蚯蚓方面，除了分析不同材質養殖箱的優缺點，也發現有46.67%的蚯蚓會鑽入混有百合花瓣的家用土中，比例較培養土、蔬果還高。另外，在蚓糞與植物生長情形的實驗中，全蚓糞土所栽種的空心菜，不僅全株乾重最大，且長度超過5公分的葉子平均有54片，蚓糞土比例越低葉片數越少。實驗最後，本組推薦自製蚯蚓塔作為栽種媒介。

以不同來源的銀材料，經化學沉積法沉積硫化銀於可彎曲材料，探討影響自製可彎曲硫化銀量子點敏化太陽能電池（以下簡稱Ag2S QDSC）。建議製備條件：0.8M AgNO3(aq) + 0.4M Na2S(aq) 製備沉積4層硫化銀量子點，搭配添加幾丁聚醣製成之糊狀電解質處理，正極材料使用少層奈米石墨稀，相較於其他處理組，具有較佳效能。使用銀線作為串聯之材料，可降低其中之電阻，增加其效能，串聯2組電壓為1.02V，可驅動數位時鐘，串聯3組電壓為1.64V，可驅動計時器。

利用硫酸銅進行電鍍實驗，我們發現了與預期不符合的結果，所以進行了這個研究，在這個研究中，我們探討了電流大小、正負極距離、電鍍液濃度、被鍍物角度、使否攪拌、是否外加磁場以及電鍍物的溫度對電鍍完成度以及均勻度的影響，並探討了電鍍時產生黑色物質。我們發現電鍍產生的黑色物質應該是結構鬆散的金屬銅，而要避免產生黑色電鍍表面並電鍍均勻，必須提高硫酸銅濃度，避免太大的電流，並攪拌溶液。

清掃校園時發現乾枯葉片中有許多不同形狀及不同顏色的斑點，閱讀相關文獻後，發現它們是微生物，可以分解落葉，為了更進一步了解這些微生物的作用，我自製搖晃培養儀、恆溫培養箱、LB培養液 (基)、馬鈴薯培養液 (基)，以培養多樣菌種。經過一連串純化培養後，共篩選出10個菌種，進行纖維素分解及落葉分解實驗。研究結果顯示由馬鈴薯培養基篩選出來的2號菌、3號菌及4號菌可以將纖維素分解成澱粉或葡萄糖；在落葉堆肥實驗中，2號菌及4號菌皆能有效進行落葉分解，其中2號菌對印度橡膠葉的分解效果遠優於市售菌。送生技公司檢驗後，確認2號菌為Rhizopus oryzae(米根黴菌)，它不但是釀酒幫手，更是落葉分解高手。

市售抽油煙機多以過濾集油的方式處理，我們嘗試將皂化反應引入油煙處理過程，使油煙轉成肥皂，避免後續汙油處理及空氣汙染。裝置設計著重在集中油煙，加速皂化，組裝偵測儀器。第一代裝置，以寶特瓶為淨化桶，再以抽氣降低桶內壓力，使油煙流入氫氧化鈉溶液)，偵測透光度改變，證明概念可行。改良裝置，以全罩油煙管、漸縮管、強化風扇組合，使油煙有效流入淨化桶；在淨化溶液中加入界面活性劑，放置靜電板吸附油煙，再加裝電子攪拌器及二次淨化桶，提高反應淨化效率。為解決風扇馬達過熱，以虹吸原理加裝冷卻水管。第四代裝置為例，依光度分析及煙霧微粒檢測，得知二次淨化處理後，可達百分之九十以上淨化率，接近空氣背景值。