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國中組

自組簡易多功能光度計微觀碘鐘反應之變化及其反應速率

本研究修改去年所組裝的LED光電測定儀提升了其功能,可用於透光度的測定及散色光的測定,除儀器組裝外,並應用於碘鐘反應中的微觀觀察,例如硫分子的生成及影響碘鐘反應因素的觀察。研究結果顯示,所自組簡易多功能光度計確實具有以透光度測定及散射光測定的功能,且穩定可用於準確微觀化學變化,在測量濁度方面發現散射法較透射法靈敏而增加準確度。在碘鐘反應可以利用在碘三離子出現瞬間,散射電壓瞬間下降得知反應的終點,相對傳統肉眼判斷的來準確,因此當反應同時具有濁度及溶液顏色改變時,必需同時用到透射及散射法,改變傳統只用透光度測量,以提升反應的準確性,並推廣中小學之科學研究做微觀探討,提升科學之水準。

稻穀矽.再利用–複合性吸附淨水大作戰

現今人們追求色彩,染料汙染已不容小覷。過去人們使用活性碳處理染料汙染,卻不能重複使用,與現今重視的綠色科學相違背,為了達到吸附後又能重複利用的目的,本研究使用廢棄稻殼製作吸附劑,並結合光觸媒,能同時吸附並分解染料。 實驗發現:使用稻殼可製作出的二氧化矽吸附劑約占原稻殼的10%;採用已磨碎、pH=0.74並加熱100度2小時(使醣類水解)、500℃燃燒2小時(燒去粗纖維)可得最純白的SiO2,對於1A、2 mL亞甲藍有最好的吸附效果(吸附率約80%/5 mg,而市售矽藻土<20%,活性碳<70%);與同樣主要是SiO2組成的矽藻土相比,稻殼氧化矽具有不易吸水的特性;此外,實驗使用自製檸檬酸鈦製作光觸媒並與稻殼氧化矽結合,發現TiO2/SiO2=1:5時具有較佳的褪色效果但復原時間長。

當螞蟻遇上門格海綿-挖洞立體圖形頂點間的最短距離探討

本研究旨在求得螞蟻在挖洞立體圖形之頂點間爬行的最短路徑。我們從一條通道的正方體開始研究,先後探討通道位置在中央、通道位置任意偏移、通道位置在中央旋轉時的最短路徑,同時研究了圓柱中央挖圓柱通道時的最短路徑,然後進一步探討正方體兩條中央通道與三條中央通道的情形,最後研究螞蟻在門格海棉之頂點間爬行的最短路徑。

食物中明礬的簡易測定研究

我們測試出明礬在鹼性環境下產生白色絮狀沉澱。只要利用調配好的NH4Cl-NH4OH溶液加上茜素紅色素,便能經由顏色變化(紫→紅)快速的檢測出來。連肉眼都無法辨識出白色沉澱的狀態,只要一滴加茜素紅色素,就能馬上判斷這食物中是否含有明礬存在。後續建立一個標準圖表,只要拿到一個未知濃度的樣品滴加茜素紅色素,然後對照標準圖表便能推定出明礬的濃度。這樣以簡易的測量方法,讓我們可以在國中的實驗室中,以幾百元打造出來的設備,輕易測出食品中明礬添加物是否過量,也能對我們面臨的食安問題多了一層把關。而且實驗測試能檢測明礬達到0.0005M的濃度。由這樣的試劑組合,能將明礬檢測靈敏度提高到法令規定的22倍以上。

能顯微的彈珠?!

一天,在把玩彈珠時,發現──從它往外看,彷彿置身於另一世界:近物大且成正像,遠物清晰成倒像。於是我們展開研究,好一探其中的奧秘。

砧材實料

比較了市售不同材質的砧板耐用程度,發現木材砧板會因為較易吸水而比其它材質的砧板更易發霉、變形、膨脹斷裂,為了改善這些問題,我們進行了木材改質的實驗,化學改質方面使用聚乙二醇(PEG)來填充細胞腔,降低細胞腔內可容納水分子的空間,進而減少因含水率高引起木材變形、發霉、劈裂等劣化情形;物理改質則利用熱壓縮的方式,提高木材的密度,增強表面的密緻度且減少細胞的空洞,亦有減少含水率的效果。希望藉由使用安全、安心、無毒的方法將木材效能提高,讓改良後的木材在使用上更加便利與耐用,也不需擔心像塑膠有毒性和環保的問題,成為製作木食器用品的最佳首選,亦可提高台灣中小徑木製材使用率的提升與國產材的應用拓展。

哎喲!這也是單位分式啊!

本作品討論的多項式均在F5[X]中。本研究的目的是在討論有哪些算法可以展開真分式,並試著去討論「最優的分解」問題及「固定項數的展開」問題。

2048遊戲與人工智慧的分析

在2048人工智慧遊戲中,平滑度與單調性的權重為主要影響電腦判斷的變數,因此本研究主要針對這兩個變數的權重進行實驗並探討。並且在遊戲中步數愈多,愈容易達到更高的數字,在研究當中我們用遊戲移動步數的多寡來判斷當局的好壞。 在深度1的情況下「改進程式碼」,在研究結果中發現主要變數比值為1的同比例放大縮小效果都不錯,在90組數據中有 1/3 有到達1024,甚至可以到達2048;從步數來看,原程式平均步數為332.8步,而修改後的權重平均步數高達561.8步。 最後,我們利用相同的權重,並且將深度改回原設定。比較後發現,經過我們修改後的權重,達到2048與4096的獲勝率皆比原程式高。

植物血紅素與一氧化碳結合之探討

甜菜根具有植物性血紅素,並且其植物性血紅素與人體血紅素竟有60%的相似度,因此,如果能夠提供甜菜的血紅素做為緊急的備品,或甚至用來吸收密閉空間中的一氧化碳,將會為人類帶來許多益處與拯救許多生命。本實驗探討甜菜根的相關性質以及與一氧化碳、二氧化碳、氧氣的結合,發現甜菜根血紅素最容易吸收CO,此與人體內血紅素對一氧化碳的親和力比氧氣的親和力高約 250 倍,有正相關性,故以甜菜根汁吸收空氣中的一氧化碳濃度應是可行。而甜菜紅素遇到pH>9的溶液會變為甜菜黃素,而使外觀轉為黃色;而當pH<9得溶液會使之變紅色,可作為檢測空氣中一氧化碳含量的簡易工具。

漏水報馬仔

本研究旨在探究包含自動漏水檢測與智慧警示功能的新型馬桶漏水檢測裝置。模仿實際馬桶機構組成,自製馬桶供排水管路和沖水開關周邊機構實驗模型,透過實驗量測與數據收集、分析,最後選定作品內的供水管路組成、漏水感測器和沖水感測器。當馬桶發生漏水時,作品內的單晶片會先關閉裝置在進水管路上的電磁閥,停止繼續供水;再透過藍牙無線界面與簡訊分別通知在室內和室外的相關人員。藉由建立一套實驗室等級的作品實體雛型,在不同實驗條件下,對實體雛型進行各種參數測量、記錄和分析後得到重要實驗結果。實驗結果證實本作品不僅可以解決傳統馬桶漏水檢測方法費時費力、功能不足、量測儀器昂貴問題,且可滿足本作品預期的設計目標。