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國中組

養豬廢水污染終結者—功能藍菌

本實驗利用頓頂節螺藍菌(學名Arthrospira platensis)來分解或吸收養豬廢水中的有機物質及代謝剩餘物,將藍菌漸進式馴化,以「人擇」提升其對污水的耐受度,並使用未滅菌之「原廢水」來飼養,且不添加任何營養鹽。以此藍菌分解濃度20%的原廢水,進行水質檢測及菌種濃度監測。結果於第3天達到環保署豬廢水的排放標準:化學需氧量<600,懸浮固體<150,有效的分解硝酸鹽、磷酸鹽及銨根等污染物質、去除臭味。所生產的頓頂節螺藍菌(俗稱螺旋藻)還可用於養豬飼料中,以期提升肉豬的品質及免疫力。已有養豬戶在50噸的大型藍菌池中測試本實驗結果,去污效果良好且可回收藍菌做為飼料。此成本低廉且有經濟效益的廢水處理法,適用於中、小型養豬戶來處理豬廢水以降低污染源。

刻骨銘<心>

本次作品主要研究三角形垂心、重心、外心、內心之相關軌跡變化,以及四心在不同情況時的排列組合。我們發現三角形頂點水平移動時,垂心的軌跡為一?物線圖形,重心為一水平直線,外心為一鉛直射線,內心則是一弧形。我們又觀察鉛直移動的情形,發現,內心為一弧線,另外三心則為鉛直線。之後把討論擴展到圓上,我們發現垂心的軌跡是此單位圓的對稱圖形,重心的軌跡是此單位圓內的圓,外心的軌跡即此圓的圓心,內心的軌跡即由兩個圓弧構成。接下來,在三角形中同時觀察四心,我們發現在等腰三角形時才會四心共線,且共線的次數會隨著底與高的比例變動。最後,我們在等腰三角形中發現:當等腰三角形底角的 值為1/4時,四心會等距排列。

「驚濤駭“電”!」-波浪發電之研究

搖晃的浮台觸發了靈感,海浪的起伏決定了發電方法與實驗研究及研發的方向,包括了:\r 一、首先我們研發出創意繞線圈工具機,內含多種生活簡單用品之聯想與應用,並且可以精\r 準與方便地纏繞多圈線圈。\r 二、之後我們在發電管上纏繞漆包線圈的研究活動中,亦證明與歸納出了正確的纏繞線圈方\r 式為何。\r 三、接著創作出模擬海浪測試平台,內含有我們所設計的發電管套插座組體與自創電路測試\r 系統,讓我們在實驗測試發電管的發電電壓效率時,也發現與證明了線圈圈數、磁場強\r 度、線圈號數、以及纏繞線圈方式對發電電壓的影響與關係為何。\r 四、綜合實驗研究所得,並經長時間反覆研究,設計出海浪發電模型,樣式完全依據波浪上\r 下振動特性而來擷取波浪的能量,並能將其成功轉換成電能。

『殺手』終結者—超音波快速萃取無患子皂苷及應用於殺滅福壽螺之效果評估

本研究利用超音波設備,快速從無患子果皮中萃取有效成份-皂苷,並針對會影響萃取產率的因素進行研究。結果得知—利用超音波,確實可加速皂苷成份的溶出,且在乙醇濃度95%、溫度70℃、萃取時間1hr、固液比1:25時,皂苷產率最高。再者,將皂苷萃取液應用於殺滅福壽螺之效果探討。結果得知—利用誘餌之添加,來吸引螺,確實可在短時間內,即可明確且快速判斷螺之存活情形。且在皂苷濃度4ppm以上,即可有效的將螺殺死。若先行加入發酵過的鳳梨皮,使螺覓食,可將皂苷濃度再降低,對螺亦有相同之致死效果。經由一連串的實驗結果,以天然無患子皂苷取代化學防治藥劑(含環境賀爾蒙)來殺螺,確實是可行之環保殺螺方法。讓我們一起「寶貝台灣、珍愛地球」!

代數與幾何的橋樑

某一天當我正在作圖時無意之中發現到2/3=0·666… 在這直線坐標系裹不知該如何下筆來點出這令人頭痛的一點, √3= 1.732…… 也碰到同樣令人百思莫解的問題,於是我絞盡腦汁,十分費神地反覆思考著,想觸類旁通來發現代數中+─X÷ 在幾何上扮演著什麼重要角色?能否利用幾何方法證明三大平均數呢?這一連串的問題,引起我無限的好奇,但又攪得我眼花撩亂,頭昏腦脹,於是下定決心,想徹底細心加以研究分析,來證明這顛撲不破的真理,但卻又令我腸枯思竭,不曉得該從何著手做起,於是便與志同道合的同學,日夜不間斷加以深入討論,有問題再去請教數學老師,終於發現到其中奧妙的哲理,想做一個代數與幾何的橋樑,來溝通代數與幾何的密切關係。

「鬚」換成林—榕樹氣生根形態構造及功能之探究

本研究詳細觀察榕樹氣生根不同環境下外部形態及內部構造變化、進一步測量不同部位吸水量,最後並探討濕度對氣生根生長的影響。研究發現氣生根下端新生部分呈黃白色,根尖具有根冠保護,溼度高時亦可長出根毛。往上表層漸木質化呈細長深褐色,接觸、斷裂、分支可使其增粗呈灰白色,型態已極似莖。氣生根木質部具6~8個輻射角,但中央一直具有髓,其與皮層、中柱內等薄壁細胞常含有葉綠體,明顯與多數雙子葉植物根中央為木質部有所不同。氣生根吸水主要供應本身生長,平均每週相對吸水量下段(0~5cm)約為0.125ml、上段(20~25cm)為0.104ml。在較高的相對溼度(>95%)下,會誘導氣生根長出根毛並加速伸長,每週可伸長達1.58cm。

磁力的緩衝作用

這個研究的目的是藉著磁力來控制液體的流動,達到力量的緩衝減振的作用。磁力是超距力,因此鐵粉不論是在空氣或水中,都會依磁力線排列。在水管中按磁力線排列的鐵粉會阻礙水流,減少流量,因此可以藉由控制磁力,達到控制水流量,產生緩衝效果。本研究經過實驗,分析了不同的磁鐵位置和磁力大小對水流量的影響。然而鐵粉在水中會有生銹、沉澱、沖刷的問題,因此本研究使用油取代水,讓鐵粉在油中隔絕了空氣和水分、至於鐵粉在油中會產生鐵粉沉澱的問題,本研究找出方法,用油脂包著鐵粉再混合在油中,這樣不但隔絕鐵粉和空氣,而且油和油脂可以互溶,就不會有沉澱和生銹的問題。本研究並設計了測試設備,實驗測試了不同的鐵粉油液的流動性,找出磁力和管徑對於緩衝效果的影響,並且將這些影響關係整理成公式,用電腦程式來顯示不同磁力、管徑、施力可得到的緩衝效果、最後我設計製作了一個實際的緩衝裝置,呈現磁力的緩衝作用。

中體西用─以抗生素觀點來看中藥抑菌程度

上課時老師說:「除了課文中所提到的安非他命等藥物濫用,我們所用的抗生素也是藥物濫用的一個例子。」經過查詢,我們發現許多細菌的抗藥性都到了極限,於是興起了我們探討中藥抑菌實驗的念頭。我們將藉由中藥與抗生素的抑菌強弱做比較,試以探討中藥是否有可能替代西方的抗生素,抑或提供新觀點,為細菌的抗藥性謀求解決之道。

照過來~「投影片」與「石墨烯」天生一對,成就了自製可撓式染料敏化太陽電池

我們以投影片為底,分別塗上導電膠、導電碳膠、鎳絲、不同粒徑的石墨粉或石墨烯等導電材料製作可彎曲的導電片,用它們來取代價格昂貴的ITO(銦錫氧化物)透光導電玻璃片,以製作染料敏化太陽電池(簡稱DSSC)。自製的DSSC的兩極中間塗了奈米級TiO2 (14 nm)晶粒,並以紫羅藍花(乙醇當溶劑)為染劑,再以鹿角萵苣(溶於乙二醇的溶劑中)作為電解液。實驗結果發現,最好的導電材料首推「石墨烯」,並發現以「投影片/鋁膠帶/石墨烯」組合作正極,以可透光的「投影片/導電膠」作為負極,可獲得較高的發電效率。自製的太陽電池不僅製作成本很便宜,而且還可以彎曲喔!

大坵島梅花鹿食性調查

本研究係以調查線穿越法,進行北竿鄉大坵島上梅花鹿所食植物之種類調查。本研究共進行二次登島調查。二次登島調查所觀察到的景象有所不同;九月份所見植物生長茂盛,容易在路邊見到落單或成群的梅花鹿,且願意和人親近;四月份所見植被大部分乾枯,僅陸續長出新芽,路邊少見梅花鹿,僅在快離開大坵島時在遠方見到成群梅花鹿在覓食。經統計,在島上發現具有食痕的植物種類如下:蕨類植物:2科2種;裸子植物:無;單子葉植物:5科20種;雙子葉植物:29科56種;其中,最受梅花鹿青睞的植物共有五科,分別是莎草科、禾本科、桑科、薔薇科及菊科。建議在下一個冬季來臨、食物不足時,可優先提供上述糧草供食用,以免梅花鹿因食物不足而死亡。