全國中小學科展

國中組

吃藥不用再怕苦-以家用食材及電器自製藥物包裝紙的可行性探討

本研究探討在家中 自製藥物包裝紙的可行性。本研究先進行問卷調查,發現 81.9%的同學不喜歡藥物的味道。本研究希望以糯米紙製程為基底,發展一套運用家用食材及電器,製作藥物包裝紙的方式。我們以方格紙及Arduino套件重量感測器、土壤溼度感測器進行測量。總整41種藥物包裝紙製作方式及371筆實驗記錄,結果顯示:在來米粉:水為13調配的水溶液,添加15%果糖與2%奇亞籽作為膳食 纖維添加物,在 65 C 糊化、果汁機充分攪拌後運用平底鍋加熱烘乾,能製作出容易製作程度、抗壓力性及抗潮濕性皆佳的藥物包裝紙。本研究自製最佳化藥物包裝紙,能在包裹時,具有抗折、抗壓力及抗潮濕性。期待本研究能提升人們吃藥的意願,並提升對澱粉相關食品包裝的認識。

「漚浮泡影 」 --- 節能泡泡清污船的研究

靜水中產生上升水流,淨化生態養殖池或水族箱。據第一版阿基米德泵實驗發現阿基米德泵浮球對轉速和流通量影響不大,浮球可供泵浮力及作雜質上升軌道,浮球大小隨氣泵總重量調整。氣泵水流出口扇葉,支撐力低,產生阻力,製作過程應強化扇葉結構。集污斗導管曲率半徑大,除污效率佳。當打氣機的氣孔密度為3孔,對流佳,除污效率高。水深處的螺紋密度應疏以降低阻力。我們將設備改良為第二版氣泵,由於體積大效果不佳。經改良,我們設計出效能佳的第三版牛頓泵,實作後發現製泵時,泵出口位置低於水平面,讓出口角度與轉軸成切線,轉速快;在合理範圍內,打氣機氣壓強,排污量大。希望透過我們的研究,可研發出節能環保的「水池、水族清潔系統」。

蘇芭樂喜-珍珠芭樂果乾維生素C含量研究

在台灣芭樂是一種常見的水果,一年四季皆有產量,同時也有報導指出,芭樂是水果內維生素C的含量最多的水果。本實驗針對烘焙珍珠芭樂果乾過程中,維生素C含量流失率作一系列的實驗及研究,並由實驗結果烘製營養流失率最低狀態的果乾,並找出最佳口感的果乾厚度。結果發現維生素C含量的流失率與烘焙時間有正相關,烘焙溫度在70℃以內,脫水率與維生素C的流失率影響較不顯著,接著我們以70℃烘製不同厚度的果乾,請同學試吃後,調查同學對於不同厚度果乾的喜好度,做為未來果乾烘製的參考。

集光追日

本研究製作出一個可以自動對準太陽光的裝置「太陽光全自動集光追蹤系統」(以下簡稱本系統),使太陽能板面朝太陽。本研究也使用微電腦控制器(Arduino、ESP32)進行發電效率的自動記錄,可以在架設太陽能板前利用本系統進行評估。實驗數據顯示裝設菲涅爾透鏡可以增加發電量。若使用本系統,可提升發電量。本系統加上太陽能控制器及鋰電池,可以進行太陽能的管理與儲存,是具有實用性的綠能裝置。

公正無私-海盜分金幣的最佳平分解

本作品從海盜分金幣的題目著手,探討金幣以m、m+1、m+2、……、n排列時,哪裡是使金幣均分的最佳分割位置。我們從文獻探討,第58屆中小學科學展覽國中組數學科第一名作品中出發,另外發展出以圖形化來找尋最佳分割位置的方式,完成了兩人、三人分金幣的最佳分割位置,並獲得更為簡潔、具推廣性的做法及結論。 此外,我們更從研究結果中獲得了一些令人訝異但尚未經證明的發現,期望能於未來有更多的深入研究。

「蕈」聯網-探討蕈菇電訊刺激及其影響

本研究旨在探討電訊對於秀珍菇(Pleurotusostreatus)、珊瑚菇(Pleurotuscitrinopileatus)、玫瑰菇(Pleurotusdjamor)之間的影響和遭遇逆境時產生電訊號的現象。研究發現:(1)提升菇蕾及子實體的個數-黑暗、電訊;提升子實體蕈柄/蕈傘大小-黑暗/半光暗;加速菇蕾發育成子實體-預冷、電訊。(2)電訊刺激能加速蕈菇完成生活史,且對於部分蕈菇而言,促菇蕾發育成子實體最佳電壓為1.5 V。(3)電弧主要效應在菌絲與子實體的轉換。(4)菌絲會因突如其來之巨響而改變波形,澆灌酸、鹼、鹽液後電壓大多上升,頻繁出現之固定數值為1221、1526.25及915.75 µV,推測為菌絲受逆境時發出之有意義訊號。(5)1.5V有利於減緩逆境對於子實體蕈柄的損害。(6)外加鈣源有利於秀珍菇菌絲生長。(7)新鮮珊瑚菇能有效吸附銅離子。

金雞〝牡〞---廢棄牡蠣殼製作重金屬吸收發泡煉石之研究

本研究使用廢棄牡蠣殼,製作可回收、多孔隙的發泡煉石,吸附重金屬以解決水污染問題。由實驗可知,外層牡蠣殼粉末的吸附能力比內部珍珠層更佳。觀察顯微鏡,牡蠣殼的碳酸鈣成分經煅燒後會呈多孔隙狀態,具有更好的吸附重金屬效果,研判是表面積增加所致。 研究也發現pH=10有最高的重金屬吸收量。依據勒沙特列原理,鹼性環境有利於H2CO3⇌H+ + HCO3-正反應的進行,推測是牡蠣殼粉解離生成HCO3-,促進了重金屬的吸附。 自製發泡煉石確實能有效吸附重金屬並可重複回收使用,達到聯合國永續發展目標(SDGs)中SDG 6 淨水及衛生、SDG 14 保育海洋生態兩大核心目標。

櫛次鱗「鉍」-探討影響鉍結晶的因素與抗磁性能力之關係

本實驗目的為探討不同製作條件下,對鉍結晶顏色的影響。 研究發現,鉍結晶的顏色會受到冷卻速率影響。冷卻速率的部分,正常環境下坩堝熔化的鉍結晶多是金色,不鏽鋼的多是藍紫色,放入水中會得到銀色結晶,冷卻時加熱溫度越高的鉍結晶,藍色部分越多。色光照射對鉍結晶的顏色沒有影響。只有加入陰離子表面活性劑時,成功的製作鉍結晶,顏色為金色。 冷卻時的溫度會導致表面的氧化層(三氧化二鉍)表現出不同的相,加熱溫度越高,藍紫色的γ-phase所佔的比例越高,金色α-phase比例越少。而金色部分抗磁性較強,藍色較弱,未來希望可以將鉍結晶抗磁性應用於水處理清除碳酸鈣沉澱物等物質,能對生活與環境有所幫助。

邊連邊,心連心,殊途或同歸—翻滾正四面體組成之積木探討

本研究是以正四面體為單位,探討由1~4個單位所組成的立體積木的三個問題,分別為:1、尋找積木的所有迴路;2、觀察依照迴路在紙上實際翻滾所形成的圖形;3、尋找其圖形閉合的原因。研究結果顯示:1、n個正四面體(n≤4)所組成的積木,依照制定的三個規則尋找其迴路數為3個;2、將各積木實際在三角格紙上滾動,並繪製軌跡圖,發現會形成閉合與不閉合圖形;3、確認閉合與迴路度數之關係,並證明n個正四面體所組成積木之單組迴路度數為120之倍數。後續討論三個規則是否適用在正六面體骰子上、尋找迴路數目不為3的特例及迴路之間的脈絡關係,並由迴路的擴增性質確認任意數量正四面體所組成的立體圖形至少有三個漢米爾頓迴路。

團團云雲_氣團與雲況變化之相關探討

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)。