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國中組

石英砂表面修飾幾丁聚醣對金屬離子競爭吸附之探討

本實驗先選擇三種不同的石英砂顆粒,測量在水中的沉降速度及密度,選擇最適當的石英砂顆粒,蝦殼經去乙醯化反應後得到幾丁聚醣,溶於弱酸中,將石英砂顆粒,表面包覆SiO2,表面接附幾丁聚醣,製成石英砂幾丁聚醣顆粒,傳統都以Fe3O4為載體,表面接附官能基進化學反應,但Fe3O4易受到氧化或酸蝕而崩解且較為昂貴,實驗發現,抗酸鹼的能力較Fe3O4為佳,且石英砂相對便宜;實驗室中的廢水是許多金屬離子混合,本實驗探討NaCl和Zn2+對Cu2+及Cr3+吸附的影響,發現NaCl會因庫倫力對金屬離子的吸附產生影響,Zn2+會和Cu2+、Cr3+競爭錯合位址,由於離子半徑和帶電量相同的影響,Zn2+對Cu2+吸附的影響較Cr3+大,溶液中如果有離子競爭吸附時,目標吸附的重金屬離子移除率會有顯著的下降。

雙軸控制太陽位置追蹤器之研製

本文首先討論如何將太陽光源空間位置轉換成對應的直流馬達驅動訊號的思考邏輯流程。接著進行太陽能板與光源距離的平方反比實驗及光照強度相對於不同入射角的光照強度變化實驗,藉由實驗證明太陽位置追蹤器的功能可以提高太陽能板的平均發電效率。再來依據前述的訊號轉換及控制邏輯流程,分段實驗及製作各部份模組,再組合成雙軸控制的太陽位置追蹤器,最後利用已結合機械旋轉控制系統的雙軸太陽位置追蹤器進行測試。

「離」家出走

利用通入外線圈的電流造成外磁場,並通上內電極電流。離子受到磁場和電流的影響,會在觀測槽內形成圓周運動,放入標定粒子觀測其移動情形。改變硫酸銅水溶液的電解質濃度、內電極電壓、外線圈電流,觀測並記錄離子移動速率、電導率、莫耳電導率的變化。 實驗結果顯示:第一、濃度越高,電導率越高,造成離子移動速率越快,但換算成莫耳電導率時,因為濃度越高,離子間的吸引力越強,莫耳電導率就越低。第二、內電極電壓越高,電導率越高,離子移動速率同樣也越快,而因濃度相同,換算成莫耳電導率時,同樣也越高。第三、外線圈僅提供磁場,使勞倫茲力增加,但幾乎不影響溶液之導電程度,使離子移動速率隨之增加。

當「尼可爾生」與「葛羅夫」相遇

我們三個國一生從「氫能車」的報導,感到好奇!先google一下了解相關資訊,決定研究並製作「氫氧燃料電池」,經過資料統整後,發現為何電極都用碳棒、或自製活性碳電極,用金屬做電極可以嗎?什麼樣的電解液最好?它的濃度大小是多少?影響「氫氧燃料電池」充、放電的因素有哪些?希望製作一個超強電力的「氫燃料電池」跟同學分享,也希望多學習一些知識,就這樣進入了探索與學習之旅。 經過一系列的變因實驗一至三探討,加上我們討論出的實驗四「留氫包氧」試驗,本研究的自製氫氧燃料電池的最佳電極條件為:正負極均使用『活化後碳棒3支+套不織布袋+裝填濾心內椰子殼活性碳4克』,反應器裝滿「2M氫氧化鈉水溶液」,可讓馬達運轉24分鐘。

海氏掠蚊(Lutzia halifaxii)獵捕白線斑蚊的行為研究及運用於生物防治的評估

小學在採集過程中幸運地採集到身體呈魚骨狀,較白線斑蚊大1.5倍的大孑孓,發現其會攻擊並掠食白線斑蚊(Aedes albopictus)孑孓。經病媒蚊專家鑑定為國內少見,但因不傳播疾病,以致較少文獻探討掠食行為的海氏掠蚊(Lutzia halifaxii)孑孓。本研究為國內首次對海氏掠蚊生活史及掠食行為進行之調查研究,結果有三:(1)海氏掠蚊孑孓的棲地與白線斑蚊等多種孑孓重疊並掠捕其為食;(2)海氏掠蚊的孑孓期為14~21天,公蚊壽命為25天,母蚊為40天;(3)海氏掠蚊可掠捕白線斑蚊孑孓,為功能反應曲線П型,捕食量隨獵物密度增加可高達177隻,並可明顯降低白線斑蚊羽化數量達90%。結果顯示利用海氏掠蚊進行生態滅蚊具有高度潛力,可進一步發展成為未來疾病與病媒蚊控制策略的工具。

二刀流十傑 — 從S=A+B+C=定值的推推樂遊戲談起

〝十傑〞指的是10個違反本文〝基本定理〞但仍能保持相似的△。二刀流指的是這十傑都產生在倒數第二條分角線上,在A,B,C三隊的〝推推樂〞團體遊戲活動過程中,本文發現從對應的輾轉相除法中可取得有用的P值、Q值、R值,用於推導演算規則預判遊戲結果。而在S=180時,使用分角線幾何作圖,可用來重新發現△中的Bevan Point,又利用前述建立的演算規則可推導倒數第二刀交叉形成的△的三內角及其順逆時針偏向屬性,進而在整數內角角度中找到10個特殊的相似△(本文稱之為十傑),這10個特殊的△的三內角有一定的特殊相關比例,利用這套比例關係式及S值的標準分解式可在任意S值遊戲中找到對應的〝傑數〞,非常有趣。

大屯火山區魔法帽-巫帽蓑蛾(Striglocyrbasia meguae) 筒巢之研究

我們發現大屯火山區有一種避債蛾的筒巢貌似一頂巫帽,經由特徵辨識確認為巫帽蓑蛾(Striglocyrbasia meguae)。除了調查牠的生態環境,並實驗了筒巢的三層結構,完整紀錄一年的生活史,筒巢表面積與重量相關、頭部角度與移動有關,以及針對筒巢保暖、疏水測試實驗、研究圓錐形的優勢。發現筒巢的圓錐形、保暖性、疏水性、絲的韌性比蜘蛛絲測試數據好,這些與生態契合的生物材料,展現牠面對特殊環境的生命力。因國內目前沒有相關的論文和期刊發表,更顯示本研究的重要性,尤其,本研究突破以往的生物科學,跨科、跨領域的運用,最後,仿作筒巢三層結構與圓錐形的亮點,期待未來能應用在防護性和保暖性的材料上。

“光”鍵隔熱-揭開隔熱紙的神秘面紗

我們研究貼了不同隔熱紙的玻璃片放在玻璃箱上,觀察玻璃箱內溫度改變情形,並測量其穿透光譜,定量分析溫度變化與穿透光譜的關係。具有隔熱性能之隔熱紙能將紫外光與部分紅外光隔絕於車外(室外),並隔離部分可見光,有效降低熱能傳導至車內。由實驗結果可發現,較黑或較亮的隔熱紙,可見光的穿透率較低,而較透明的隔熱紙,可見光穿透率較高,另外,分析可知,玻璃箱內的溫度變化,主要是受到紅外光的穿透率影響,紅外光穿透率越高,其玻璃箱內溫度變化越大,且可見光穿透率亦會對箱內溫度有些許影響,但不如紅外光顯著;濕度的大小,亦會影響箱內溫度變化。因此,我們了解到,對於隔熱紙的挑選,最重要的是須確認此種隔熱紙對紅外光的隔絕阻效果。

酵母菌發電─單槽式微生物燃料電池的性質研究

微生物燃料電池的陽極是用酵母菌在混有石墨粉的低筋麵粉或糯米中培養,數天後,加水覆蓋,當底部成為缺氧狀態時就完成了。我們發現培養酵母菌的營養物質的重量、培養的時間或石墨粉的純度、質量、顆粒大小等,都會影響陽極氧化電位的高低。 用兩層玻璃紙包著石墨棒和98%的石墨粉做為陰極,不需通入空氣,就可以維持很高的還原電位。通入空氣之後,還原電位會增加。陰極泡水4天後,可以去除石墨粉中影響電壓的物質,提高還原電位。 以糯米製作出來的微生物電池最大電壓0.455V,添加適量的葡萄糖,電壓可達0.651V,如果加入鐵圈到微生物底泥中,電壓可達0.823V。 本研究獨創的單槽式微生物燃料電池,構造簡單,電壓穩定,一次可以操作多個,有利於多種變因的探討。

本來無一物,何處惹塵埃?

經過廣泛的普查校園內外的植物,許多肉眼看似光滑的葉子,其實隱藏著許多毛和氣孔,而這些構造與植物的截塵量息息相關,以下便是本實驗的發現: 一、 竹柏、桂花、竹子、七里香、粗葉耳草和榕樹的截塵效能較高,這些都不是高大喬木,很適合在家裡種植截塵! 二、 鵝掌榕、春不老、福木、風鈴木、蒜香藤、九重葛,截塵量少,是行道樹或美化路邊不錯的選擇。 三、 每種植物截塵採取的策略不同,如竹柏、竹子、桂花以明顯的葉脈卡塵而粗葉耳草則以毛多、葉小、氣孔多來卡塵等。 四、 同種且同一地點的植物,如陰香,氣孔多的截塵量多。 五、 同一種植物在不同的地點,如風鈴木和榕樹校外截塵量比校內多16倍,金露花校外是校內的四倍,可見校外灰塵量比校內多。