全國中小學科展

國中組

「柿」不可擋-柿子的抗氧化力之探討

柿子為新竹在地水果,富含豐富養分且含有許多具抗氧化功能的成分。我們想針對柿子的抗氧化力進行實驗,希望可以研究柿子不同部位及生、熟果的抗氧化力,找到萃取出抗氧化物質的最佳的條件,並試著分離出抗氧化效果較佳的物質進行更深入的研究探討。結果發現柿子6個部位(枝條、葉、生果肉、生果皮、熟果肉、熟果皮),分別以水、50%酒精、95%酒精萃取下,生果肉50%酒精萃取液最具抗氧化潛力,且在50-75℃處理下,耐熱至少2h;在100℃處理下,耐熱至少1h。利用管柱層析(矽膠60),分離出3管最具抗氧化效果的分離管,並由TLC結果可知,分離管內成分複雜,極性介於水及50%酒萃,其中應具多種抗氧化潛力之柿子生果肉萃取物。

電磁線圈與磁鐵的愛恨情仇

通電線圈與永久磁鐵均有NS極,憑此相同磁極的推力可將線圈與磁鐵當成電磁砲。在研究中,我找到一種可以立即得到磁力大小資訊的探索方法――利用推拉力計與量錶測量出線圈內部力量與距離的曲線,得知線圈內部磁力大小的分布。實驗一將永久磁鐵由線圈的單端進入,發現推力與位置關係呈現鐘形,過特定位置後推力降為零。實驗二的永久磁鐵起始放置位置與發射距離關係也印證此結果,放置位置的推力與距離所圍出的面積(代表作功)越大,則發射的距離也越遠。這又引導我增加繞線單位密度,經實驗證實,短線圈確實能產生更大推力。最後在線圈中加入軟磁鐵棒,產生奇特的雙推力高峰現象,也確認能產生更大的推力與距離面積,也就能發射得更遠。

積頂玄機

本研究主要在求證班上同學有關『正方體(形)頂點數字謎』之解是否為真,並進一步延伸探究本研究小組有關『母子正方體頂點數字關係之玄機』的猜測。這段研究期間要感謝老師辛苦的指導,希望我們用心完成的作品,能作為對這有興趣的同學參考依據。

數字圓舞曲

探討m對男女舞者分別穿著m種不同顏色的衣服,圍成內、外兩圈跳舞。每當他們跳完一小節後,只有內圈的舞者會以順時針方向移動一個位置來交換舞伴,如果女生排在內圈(如圖1),那麼外圈的男生該怎麼排,才能使得排定跳舞位置及交換d次舞伴後,恰巧都有d對男女舞者穿著同顏色的衣服。我們以間隔排法探討3對、4對、5對、……、12對男女舞者跳舞時,交換舞伴的情形。最後歸納得到: (一)若(m,n)=1,則可以排出內、外圈「一對一對應」的跳舞位置。 (二)若(m,n)=1且(m,n-1)=d,則在排定跳舞位置及每交換d次舞伴後,恰好都有d對男女舞者穿著同顏色的衣服。(註:n為間隔數)

落葉歸根~落葉上的菌種對纖維素分解能力的研究

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。

智能手套

聽障人士的生活如何不便,是一般聽力正常的人無法想像的,而目前台語並無相關的即時手語翻譯系統被建置,本研究自行開發智能手套系統,能截取手勢,並利用App Invertor 2 開發的手機App程式,存取雲端語料庫,可以即時翻譯。而語料庫部份可同時結合中文、台語和英語等不同語料,符合使用者的需求。不僅可以有效的處理不同的語言,並可以擴充其功能與智能插座結合,只要比出特定手勢就能輕鬆控制家電的開關,便利我們的生活。

保衛細胞不保衛?

在前人的研究中,我們得知保衛細胞只作為控制氣孔,藉此使植物氣體交替,不過,在本實驗中卻觀察到保衛細胞在不同條件下,隨著溫度以及土壤濕度的提高,氣孔會為了避免表皮細胞相互擠壓而縮小,而在保衛細胞完全失水的情況,氣孔會呈現幾乎關閉,且植物葉片會向下表皮彎曲,使我們證明了保衛細胞的開闔確實有調控葉片形狀變化的功能。而我們也根據實驗結果推斷出保衛細胞能以開闔氣孔避免表皮細胞因環境因素而互相擠壓,且仍會預留縫隙來緩解葉片的變形,更讓我們了解保衛細胞其實不只有控制氣體交替的功用,也默默地接任伸縮縫,以物理的性質保衛了植物。

虧格與方陣的最後一塊拼圖

虧格是指4個正方形排在一起少1格,虧格填滿長方形區域分成3大類:完全填滿(有一邊長為3的倍數)、劃掉1格填滿(邊長為(3t+1)×(3k+1)或(3t+2)×(3k+2),k為正整數)及劃掉2格填滿(邊長為(3t+1)×(3k+2),k為正整數)。 前面兩個主題都可以找到文獻,最後一個沒有。於是我們針對前兩個主題作一些歸納討論後,利用這些結論推導出劃掉2格是否能被虧格填滿的問題。過程也很緊張刺激,因為我們推導時經歷過非常困難的部分。最後,我們得到非常不錯的結果:大部分的圖形擴展到無限大區域後,不能填滿的情形數趨近於一個定值。最困難的 5×n區域最後也歸納出非常有趣的結論。

探淵得「蛛」-台灣產微安蛛屬(安蛛科:蜘蛛目)之探究

本文記載台灣產安蛛科(Anapidae)微安蛛屬(Enielkenie)之未知種(Enielkenie sp.)。目前全世界的微安蛛屬記錄僅1屬1種,模式標本為原產高雄扇平之蟎微安蛛(Enielkenie acaroides Ono, 2006)。我們在新北市八里區利用柏氏漏斗對落葉層進行調查,發現未知種微安蛛,對雄雌標本進行描述、測量及繪圖。本種體型近似蟎微安蛛,但主要的差別為:腹部背面的筋點數目明顯多於蟎微安蛛、雄蛛觸肢腹面有一個向上突起,外雌器開口形狀,故本種可能為一未被描述的新種。人工飼養的情況下會結平面圓網,並在中央有一垂直絲,和Theridiosomatidae的網相似。

難民救星~全自動水質淨化系統

在非洲有60%的病人因飲用水的問題患病,導致每年有 180 萬名兒童死亡。為了改善水質我們尋找適合的濾材比較過濾成效,並製作過濾器比較淨化效果,除了最基本的改善水質外,我們也努力的研究如何降低成本、加強淨水效能、操作方便性及實用性來製作淨水系統,希望藉此能幫助到許多無乾淨水源飲用的可憐難民。