國中組

分別從紅龍果果肉和果皮提取甜菜紅素，可見光吸收光譜λmax=538 nm，可以與銅離子配位，從紫紅色變粉紅色。它對銅離子具有高度選擇性，偵測極限達1ppm。另外將紅龍果汁用來製備碳量子點，最佳合成條件是紅龍果汁稀釋成1/2，以180℃水熱法反應2小時，離心、透析純化，得到粒徑1-10nm的碳量子點。在紫外光-可見光吸收光譜λmax=285 nm，為碳量子點特有之共軛C=C電子躍遷。碳量子點在紫外燈的照射下會發出藍色的螢光，螢光儀測得放射光譜λmax=455 nm。以手機光譜儀結合樂高積木組成自製螢光光譜儀，發現在pH=2.5環境，稀釋倍率為1/1000時螢光表現最佳。當與銅離子接觸時，碳量子點的螢光會被淬滅。碳量子點螢光為無毒、低成本，可應用於生物、醫學之奈米材料。

理化課時，常聽聞老師講述世界各地發生的重金屬污染事件，其中鉛離子所造成的污染及危害尤其嚴重。查詢鉛離子污染相關文獻以及移除鉛離子的方法後，發現膠原蛋白的螯合作用能去除許多有害重金屬離子。而膠原蛋白的來源之一就是從魚鱗提煉。 本次實驗主要在探討不同條件下，利用魚鱗及膠原蛋白與硝酸鉛水溶液中的鉛離子螯合的效果，並以碘化鉀做為指示劑，檢驗鉛離子的殘餘量。實驗結果顯示，魚鱗及膠原蛋白確實具有極佳的螯合鉛離子效果；而魚鱗中除了膠原蛋白，另一種化學物質羥基磷灰石會以置換反應，達到移除水中鉛離子的功效。在數據顯示上，可以明顯看出，虱目魚鱗吸附鉛離子確實具前景及研究價值。

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。

本作品研究「將一塊正三角形的布，沿著圖形上節點即蛀點作切割，延伸至邊長為正整數的正三角形與正方形，且不管蛀蟲咬在哪一蛀點上，並分別切割成數個邊長為正整數的小正三角形與小正方形。發現原正三角形與原正方形在圖形上的所有蛀點，除去對稱性後，留下必要蛀點，並導出它的一般式。利用質因數分解找出邊長為合數的情況下，它的不得不切割片數最小，同時呈現必要蛀點在圖形上之分布。再者，利用邊長為某兩正整數(兩正整數皆大於一且可相等)切割後的相似圖形，找出邊長為兩數相乘的不得不切割片數最大與這兩數之關係，結果發現正三角形最上方第一個蛀點與正方形最左上方第一個蛀點的不得不切割片數必為此圖形的不得不切割片數最大。」

這是一個歷時兩年半鑽研兩共邊三角形外接圓各種有趣關係的探究之旅，透過GeoGebra的輔助，經由(1)觀察圖形及數據形成猜想(2)幾何論證猜想為真的探究歷程。 我們首先探討兩共邊三角形外接圓的圓心位置、半徑、半徑和及連心線的關係，發現並證明出等腰三角形中圓心位置具特殊性、兩外接圓半徑和R1＋R2與連心線─O1O2的長度都跟動點D的x坐標呈現函數關係且圖形為雙曲線的一支；據此討論出兩外接圓面積和與原三角形外接圓面積關係，同時發現∆AO1O2～∆ABC且AO1OO2四點共圓。在研究連心線時也發現，當動點D移動時，─O1O2的中點形成一條直線；每條連心線皆與以頂點A為焦點，(BC) ⃡為準線的拋物線相切。最後得出若任意∆ABC的頂點A到─BC的距離相等，連心線─O1O2所包絡出的拋物線皆全等。

菇類是真菌界的生物，發育受到各種環境因子的影響，市面上許多人工栽培的「畸形菇」，雖形態變異卻更具價值。我們結合颱風的結構，開發「旋風孵菇器」使栽培標準化，將六種食用菇的基質填裝在不同容器中，以扭蛋菇進行後續測試，並測試出最適發菇溫度；以扭蛋殼半開組控制發菇位置，利用無光和密閉環境使菇類形態變異。我們發現：無光使大多數菇種菇蕾增加，發菇提早，但生長緩慢，且蕈傘變白。通氣程度是菇體畸形的關鍵，應是受CO2濃度的影響，秀珍菇和白雪菇不開傘、藍寶石菇多分枝、玫瑰菇變鹿角狀、柳松菇蕈柄延長，珊瑚菇則是半通風環境下會巨大化；容器形狀不影響形態發育。最後，歸納出多種食用菇盆栽畸形化的栽種方法，供大眾參考。

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。

我們在生活科技課學到powertech競賽中各種仿生獸的設計與實作，因此發想藉由powertech材料包發展出一種可以攀繩的機械獸—「攀繩猴」。除了探討攀繩的材料種類及繩張力對於其運動的影響外，並且嘗試以各種變因，例如仿生獸的重心配置、攀繩猴的臂展長度、齒輪箱的變速齒比等，測試分析我們設計出來的攀繩猴。接著調整上述變因，來測試攀繩猴的競速、爬坡及負重能力。最後我們希望能攀繩猴在實際擔任救災運具時，能在模擬的惡劣狀況下，發揮其所具有的救災潛能。

2019年COVID-19肆虐全球，老年人社交及運動頻率下滑。2023年本縣邁入超高齡社會，「下流老人」成社會隱憂！老人如何積極面對老化帶來生理、心理及社交變化呢？即便疫情也能有正常體能活動呢？本研究探討嘗試結合Google teachable machine及OpenPose的AI姿態辨識功能，透過Python編寫智能人機互動軟體，提高老人運動效率。除了生理積極抗老化，也希望心理、社交層面予以滿足。故，研究中結合華德福教育優律思美運動，藉由舞蹈、詩歌及優美旋律引導老人心靈、提升動機。最後以自覺量表來記錄運動強度，期望能建立正面積極的老化社會，AI智能將像天使銀翼讓奶奶能夠再次翱翔。

市面上的柿染是利用新鮮柿子進行，我們則是廢物利用，把無法食用的澀柿餅煮成溶液，探討加入鹽酸及氫氧化鈉後溶液的顏色變化。我們使用手機的應用程式color assist紀錄RGB後再進行分析，並用pH計記錄各溶液的pH值，柿餅溶液呈酸性，加入鹽酸後呈粉橘色，RGB中紅色成分沒有明顯變化，藍色成分大幅減少，染布呈淡粉色。柿餅溶液加入氫氧化鈉後呈黃-暗棕色-黑色，因濃度而有所不同，RGB中紅色成分大幅減少，藍色成分變化不明顯，染布呈棕色，兩者與原來溶液的顏色均有所差異。加醋酸鐵定色，布料呈褐色系，加醋酸銅定色，布料呈褐色中帶藍綠，水洗3次沒有明顯褪色。紫外線照射1小時及14小時後用 Color Meter檢測發現顏色變深。