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國中組

埃及吹綿介殼蟲的生存之道~蠟泌物與蜜露排除機制探討

校園植栽上有白色綿絮狀生物,經調查和觀察後發現是埃及吹綿介殼蟲(Iceryaaegyptiaca)。一齡若蟲行動活躍找尋適當棲地後行固著生活,以絲狀口器吸食植物汁液。本研究調查埃及吹綿介殼蟲在榕樹及紅雀珊瑚的分佈位置,並比較蟲體各齡期的形態及蠟泌物分佈,結果發現蠟泌物有強疏水性,由長形、弧形和圈圈狀纖維構成,成蟲體側左右各10根蠟絲,蠟絲長度約體長1~2倍,具保護、偽裝、防雨、保護卵和一齡若蟲等功能。一齡和二齡若蟲背部尾端有蠟管,直徑約人類頭髮的1/5-1/6倍,會不斷由基部向前延長,速率約3.5mm/天,蠟管末端會排出葡萄糖含量極高的蜜露,藉蠟管的延長和斷裂可將蜜露排離身體;三齡至成蟲不具蠟管,但全身布滿疏水蠟泌物,蜜露排出後直接沿蠟絲滑離身體。

色粒分明~探討本氏液與還原醣變色反應

本實驗以市售本氏液與自製本氏液與葡萄糖、果糖、麥芽糖等還原醣反應,證明課本上以藍、綠、黃、橙、紅的顏色變化來顯示葡萄糖的含量多寡有誤。透過過濾觀察產物顆粒、濾液混色實驗、利用廷得耳效應以雷色光照射觀察產物顆粒大小、及溶液靜置、離心等實驗,發現藍、綠、黃、橙、紅顏色變化可能是奈米級(顆粒大小介於10-9~10-7 m)的紅色氧化亞銅,與藍色硫酸銅溶液混色結果,故不能以顏色變化來代表還原醣的多寡。若要定量葡萄糖,可由葡萄糖與本氏液反應的「顏色與反應時間關係對應圖」中,反應終點顏色(紅色)到達時間來定量葡萄糖。

水「升」火熱-探討水珠在高溫下彈性與移動狀態

我們發現在加熱板上製造出溫差,並滴水在加熱板上,水珠會由高溫往低溫處移動的現象;我們判斷在較高溫處所產生的蒸氣氣膜厚度較低溫處厚,使水珠向低溫處傾斜,導致水珠往溫度低處移動,由本實驗得高溫板上水珠會向較低溫度方向進行散射現象(以上敘述貼合研究動機圖示)。水珠在溫差20℃最高可以爬上0.3度的坡度,且溫差越大水珠能攀爬的坡度也愈大。在水珠碰撞的部分,根據我們實驗結果,在高熱板上滴水可以形成水珠並進行碰撞與移動。藉由控制溫度及水珠大小找出其對恢復係數的影響,證明在固定溫度下水珠大小的增加,會造成水珠的恢復係數e隨之遞減;而隨溫度的增加,則水珠的恢復係數e會隨之增加。

紅葉小巨人

過氧化氫,俗稱雙氧水,沸點 150℃,對有機物有很強的氧化作用,一般作為漂白劑使用。攝取過量的過氧化氫會對人體組織有傷害。實驗室裡是利用二氧化錳分解過氧化氫,但一般家庭食品不適合使用化學法,我們的實驗就是要找出方便快速且無毒性的物品當催化劑來加快過氧化氫分解。於是我們選定幾種蔬果實驗,並改變不同的條件做對照,希望能找出分解過氧化氫最佳蔬果及條件。本實驗的結論有幾點: (1) 紅葉之分解效能為蔬果中最佳(2)紅菜對過氧化氫分解速率高,但受溫度限制,其在實驗中溫度為 40℃下分解效率最佳,在 pH8 分解過氧化氫效果最佳。(3) 利用紅菜葉室溫下或冷藏溫度下與豆類製品浸泡十二小時,即能去除豆類食物中的雙氧水。紅菜生命力強,且價格低廉。所以稱紅菜為「紅葉小巨人」。

新能源的領航者-尿液電池

本篇報告主要以尿液為電解質,並搭配金屬片為電極,嘗試組合出可使LED 燈泡發亮的尿液電池,由此證實尿液能發電。再藉由各種金屬片的組合及鹽橋的使用,找出電力超強的最佳條件。經測得銅片與鎂片為最好的電極配對,創造出「尿液手電筒」。

Golden House……Perhaps!

之前學到了畢達歌拉斯(Pythagoras)著名的畢氏定理,深入了解,發現他更是提出了黃金比例的人。由於我們對黃金比例的好奇,而且為了確認黃金比例是否潛藏在我們身邊,我們特地到大溪著名的武德殿與大溪橋,測量它的長與寬,最後我們發現武德殿和大溪橋拱門都存在著黃金比例,這個結果讓我們大吃一驚,因為這和我們在網路上搜尋到的資料——長寬比或高寬比為2:1,大相逕庭。最後我們小組決定,依造著黃金比例,打造出屬於我們的新天地,我們利用這個數字製作出我們的建築,將所有一切都完美化,從最基底的土地面積一直到細小的窗櫺構造,只要是能遵循著黃金比例的形狀,我們都會盡力做到,期待我們的成果吧!

Cu++與綠豆芽中維他命C含量關係的研究

綠豆芽中維他命C 合量甚多,其生長不受季節地域的影響,所以在蔬菜、水葉生長受限制的地域或季節,綠豆芽是一種維他命 C的主要來源,根據綠豆芽中維他命 C含量測定的結果顯示,在同樣日照的處理下,Cu++及發芽日數為影響綠豆芽中維他命 C含量的變因,由實驗結果顯示1.在適常﹝Cu ++﹞ 處理下可提高維他命 C的含量2.孵綠豆芽以第六天維他命 C 含量最高。

抗震大作戰─建築結構耐震研究

我們的研究包括兩部份,第一部份是實地調查訪問。瞭解地震成因、傷害及現有防震方法,並調查坊間各種建築物類型,及常見私自改變建築物結構現象,做為研究的基礎。第二部份為建築物抗震實驗。研究發現:牆面挖空、頂樓加蓋、樓層挑高,建築物會在該處產生弱點,由此斷裂。柱子數量相同下,散開時支撐力較弱。不對稱建築物遇震時會不自然扭轉且易倒。隔震素材恰當,能有效提高耐震力,本實驗以滑軌、彈珠最好。樓頂加裝消能設施亦能減震,但設計極其不易。

遨遊天空-破解木製飛機的密碼

多數的手擲機都是以珍珠板或紙張為材料,鮮少以巴爾沙木製作手擲機。因為木製飛機最大的缺點是易摔壞、製作繁瑣。本實驗研究目的是在尋找如何製作簡單且不易摔壞的木製手擲機。為了探討手擲機如何發射可以直線飛行較遠和滯空飛行較久,我們製作可以調整仰角、旋轉角度的「發射台」,用以測試飛機的飛行路徑。為了研究何種機型是最適合的手擲機,我們改變飛機的大小、機型,甚至改變主翼的形狀、上反角的角度、上反角的切割比例、機頭的長度比例等,探討最適合的手擲機結構比例。最後為了研究手擲機在室外有風時,風向、風速、飛行路徑的關係,我們改變手擲飛機與風向的角度,探討最適合手擲飛機與風向的角度。建議可以應用到教學、運動、科學比賽。

來電用「絲絲」---絲藻在微生物燃料電池之應用

在養殖池中絲藻的增長速度非常快,會影響魚苗的生長,造成漁民的困擾。若將其當作再生能源利用,不也是一種廢物利用的做法嗎?\r 本實驗利用絲藻培養的新菌種「YMJH 一號」,以自製微型雙槽式研究微生物燃料電池的產電效能。以8cm×8cm 半透膜取代價格而貴的質子交換膜、陽極置入台製生化棉及0.005M 葡萄糖當燃料,在陰極12mL/s 曝氣速率、陽極6 小時水力停留時間,在500Ω電阻下最大功率密為34.87 mW2/m2,超越參考文獻中最大功率密度。\r 在不同電極種類下,100cm2 碳織布當陽極、10cm×10cm 打洞碳串當陰極使內電阻大幅降低,因此得到最大電壓為0.63V 而最大功率密度提升至79.38 mW2/m2,超越歷屆科展作品的最大電壓0.09936V、最大功率密度1.9745 mW2/m2 ,甚至是參考文獻最大電壓0.416V、最大功率密度32.9 mW2/m2的2 倍產量。