國中組

海上漏油事故時有所聞，而漏油更會對海洋生物及環境造成危害。依專家研究顯示，此類事件洩漏出來的石油能被成功清理的，往往不到10％。而使用油分散劑固然可以在一定程度上解決岸邊油污回收不完善的問題，但同時仍會讓分散後的油持續在海中⻑時間存在，對環境的衝擊很大。有鑑於此，我們嘗試運用天然幾丁聚醣（Chitosan）具吸附力的特性，來探討其對柴油的吸附效果。透過實驗，我們將5%幾丁聚醣溶液製作成晶球，在不同環境條件下加入柴油並浸泡後再以真空抽濾法過濾出剩餘的油，結果證實幾丁聚醣確實具有吸附柴油的功用。幾丁聚醣可以吸附柴油及海洋中的重金屬又是生物可分解的物質，未來也許可以進一步做成濾材，用來保育海洋環境。

本實驗探討如何於居家環境中進行簡易廢熱利用，以達到節能目的—透過熱水降溫時所釋放出來廢熱，提高冷水溫度，並嘗試熱電效應將廢熱轉換成電能利用。 為了達到冷水溫度上升最多且所需時間最少的效果，我們嘗試許多實驗，最終發現利用保麗龍箱減少熱能散失，且使用少量水做為傳熱介質，再加上抽水馬達促進介質的循環效果最好，最高可在30分鐘內節省超過30%的能源。其他嘗試方法大多也能達到至少10%節能效果。若利用熱電效應回收廢熱，受限於熱電晶片現今技術，其回收效率不甚理想，最佳回收率僅約0.2%。 經以上實驗結果可知，在準備烹煮下一餐前，提早約30至90分鐘進行簡單廢熱利用，即有良好節能減碳效果，為環境盡一份心力。

這是一個關於氣團與鋒面的研究。根據我們對於5個年度的觀雲資料所做的分析，得出以下幾個重要結論：在動態冷氣團方面：(1).若搭配較高的濕度，大部分會產生蔽光高積雲或滿天的灰白雲(高積、高層混合雲)，且和距離無關；(2).冷氣團的移動方式與層狀高積雲的形成有相當密切的關係；(3).雲的分布方式由風向決定，而不是冷氣團的移動方向。若冷氣團處於停滯狀態，對雲況的發展比較沒有影響力。在冷鋒鋒面方面：(1).鋒前以高雲族為主：①溫度有機會出現較大的降幅、②鋒線大多會以左端通過台灣、③降雨區域不會太大；(2).鋒前以中雲族為主：①鋒線大多會以中段附近通過台灣、②會帶來較大範圍的降雨(雨勢不會很大)。

在工地或事故現場常用的交通三角錐因形狀固定、體積較大，而不易收納，於是我們針對此不便做出了改良與研究。經過多次實驗，最後，我們決定使用不鏽鋼線，燒製定形後，再用縫紉機將輕盈的紅色雨傘布縫製於上，讓角錐猶如彈簧般「一壓即縮」，即使是孩童也能使用，且如遇到事故，有彈性的布料角錐也能減輕碰撞的傷害。為了提升三角錐的穩固性並加強警示功能，我們用壓克力做了角錐的底座，並在內部配置電路，使三角錐具有聲光警示效果。藉由紅外線感應對靠近的人發出警示音，並於夜晚時，可設定發出不同色彩和亮度的光來警示。經過多次的實驗、測試，終於設計出具備聲光警示與輕巧、好收納等優點的三角錐，期望被各方廣泛使用，減少意外的發生。

蠅虎科（Salticidae）以其優異的跳躍撲食能力而得名。然而牠們究竟能跳多遠？其跳躍距離與身體各項形值（體長、體寬、腳長等）之間是否有關聯，則一直缺乏佐證資料。本研究蒐集了安德遜蠅虎（Hasarius adansoni）、拉邁宇跳蛛（Cosmophasis lami）和彼得條斑蠅虎 （Plexippus petersi）等三種跳蛛，設計了跳台實驗，測試牠們究竟能夠跳得多準和多遠，並測量每一隻跳蛛的身體形值，想找出影響跳躍距離最多的形值項目為何。結果顯示，三種跳蛛的最遠跳躍距離確實存在差異，體型較大的安德遜蠅虎和彼得條斑蠅虎，最遠可跳出體長21~25倍的距離，跳遠能力顯著優於體型較小的拉邁宇跳蛛（體長17.5倍）。另外本次實驗也觀察到，在有充裕空間的情況下，跳蛛並不傾向精準地測量距離並進行跳躍。

本研究以廢棄的蚵殼和回收紙作為研究材料，先將鍛燒後的蚵粉溶於水後，噴灑於手機螢幕與電腦鍵盤，並利用ATP生物冷光儀檢測微生物的殘存量，研究發現10ppm與100ppm濃度的自製蚵粉水在手機與鍵盤皆可達98.14%與96.08%以上的殺菌效果。之後再將自製蚵粉水與市售蚵粉水、自製文蛤粉水、水，在門把上做殺菌效果的比較，結果顯示殺菌效果最佳的是100ppm的自製蚵粉水，可達93.23%以上的殺菌效果。接著利用回收紙製作環保鞋墊，並加入自製蚵粉，用以探討加入自製蚵粉後的鞋墊中是否具有抑菌的效果，結果顯示加入5公克自製蚵粉微生物最佳可達89.5%的殺菌效果。

本研究源於 2022 年數學雜誌《Crux Mathematicorum》的一道四邊形動態幾何問題，我們先將此問題設定為三角形，利用綜合幾何方法給出了兩種構圖條件下的三角形外心軌跡皆為圓弧，並且發現兩種圓弧的變換關係，也給出豐富有趣的性質。值得一提的是，分別對三角形的三個頂點輪換進行第一種構圖得出三個圓弧，這些圓弧恰可組合成三角形的九點圓，這是有趣的發現！回到原始問題的四邊形，我們構造了兩個三角形，透過巧妙轉換頂角與直徑圓變換而給出外心軌跡所在圓弧的兩個定點而解決此問題。最後推廣至鄰邊連線時，我們用雙射對應觀點簡潔刻劃了軌跡圓弧。重要的是，本研究處理四邊形的手法與三角形的是一致的，意味著證明手法具有推廣性。

我對於植物進行光合作用經電子傳遞鏈釋放出能量感到好奇，日常生活中電子產品需用到乾電池提供電力，因此嘗試仿照植物產生能量的方式，製作降低環境污染的綠能電池。上一屆科展我利用FTO導電膜玻璃，結合蝶豆花中花青素作為光敏化染料及TiO2膠體和蠶絲蛋白，成功製作出具有發電性的綠能電池。這次實驗我繼續探討相關變因，進一步瞭解花青素和蠶絲蛋白在綠能電池產生電能中扮演的角色。根據結果發現花青素相較於葉綠素吸光能力較強，pH變化會影響植物色素傳遞電子效能；蠶絲成分中的絲膠蛋白相較於絲素蛋白，具有更高吸收紫外線和促進TiO2膠體導電的能力。這次研究得知綠電池使用花青素和絲膠蛋白能提高吸收光的能力，增強電能產生。

關於卷雲與天氣變化的研究，我們得出以下的結論：(1)卷雲出現的頻率並不固定，大多集中在5~7月份。(2)「量多時長」部分：①與六種天氣型態比較有關聯性；②形成卷雲的高空水氣全部來自於熱對流系統(包含滯留鋒型熱對流)；③天氣系統靠近台灣時卷雲就會變得比較厚，也愈容易出現積雲。(3)有七種天氣型態會導致卷雲出現「量多時短」的雲況。(4)有三種天氣型態會導致卷雲出現特長外形。(5)熱對流在強勢發展的過程中，容易被強風吹出特長密狀卷雲。(6)不管是「位於鋒面雲帶尾端+高空有強大的氣流」，或者是颱風，都會形成特長脊狀卷雲(前者卷雲條較稀疏，後者較密集)。(7)我們可以由卷雲的分布判斷出颱風的動態。

生活中，常常會遇到身障者坐著輪椅十分不便，並非每一個樓梯旁都有無障礙坡道。本次研究主要為發想新型輪椅輪胎，利用彈簧製作輪軸避震器將輪子內部結構進行改裝，使其能夠適應高低差地形，藉由避震器受力產生壓縮變形的特性，使輪胎在碰到樓梯等障礙物時能夠產生形變，以致於輪椅乘坐者能夠用更省力且有效率的方式爬上樓梯，這次研究會針對新型輪胎在爬上樓梯時的穩定度表現以及動力傳遞上進行檢測。實驗發現新型輪胎雖然在平地行走時整體動力傳遞效率較傳統輪胎來的差，但在克服地形障礙時不論穩定度與安全性皆較傳統輪胎來的佳。並期待能夠應用在輪椅上，使身障者不必倚靠無障礙坡道即可輕易克服階梯障礙，省去尋找與移動上的麻煩。