全國中小學科展

國小組

蛋白生"氣"了!~蛋白起泡性之探究

本研究透過蛋白起泡的過程,了解蛋白質變性現象、影響蛋白起泡因素,並分析蛋白泡比重與打發階段之關聯性。研究發現轉速1200RPM適合將蛋白質鏈結打開。添加液態糖、水、或提高蛋白溫度都有利於蛋白質鏈結打開,打出比重小、但安定性較差的蛋白泡。添加糖的時間點及糖量也會影響蛋白鏈打開,研究發現先攪打2分鐘將鏈結打開後再加糖,可使蛋白泡起泡佳,若加入超過80%以上的糖就可穩固蛋白質結構,打出安定性佳的蛋白泡。不同蛋種的蛋白泡比重為鵪鶉蛋>雞蛋>鵝蛋>鴨蛋。最後發現比重在0.38 g/cm3~ 0.28g/cm3的蛋白泡,介於濕性與硬性發泡之間,適合應用在烘焙食品。透過實作了解適當比重的蛋白泡具有彈性,可拉出小尖頭並做出紋路凹陷率大、表面光滑的蛋白糖。

哇!在沙子裡泡澡~流化床應用之研究

本研究來自對網路上「流化床液體沙池」影片的好奇,想嘗試自製沙池,並探究沙粒種類、高度、排氣強弱及排氣孔距、孔洞尺寸、排列等因素,對沙池液體化影響。研究藉由對「沙池中物體拉動固定距離所需時間」、「沉入沙池物體減少重量」、「浮於沙池物體沒入體積」,定量測量沙池的阻力、浮力、密度等性質,並與「水」做比較,計算液體化程度。研究結果發現最佳沙池裝置為:用顆粒較小的沙、3mm最小孔洞、12cm適中沙面高度、6級最大排氣,排氣孔斜下的裝置,可獲得「阻力、密度約為水的1.5倍、浮力與水相仿」的液體化效果。最後研究以傾瀉實驗證明沙池除了具休閒娛樂功用,也能有效提昇運送固體顆粒的效率。

看不見依然存在-莫比烏斯盤的探討

這次研究從平常網路上使用的雲端硬碟符號開始發想,同時我們想研究莫比烏斯環但想要做和別人不一樣的東西。所以兩者結合之後就形成了我們沒看過的莫比烏斯盤。莫比烏斯盤保有某些莫比烏斯環的特性,但又可以透過「翻開」將隱藏在其中的面翻出來。而我們透過假設與觀察規律之後再進行實作,找出了很方便的莫比烏斯盤展開圖製作方法。之後我們還知道了莫比烏斯盤的結構與原理,對莫比烏斯盤有了更深入的討論與理解。

科學「化」面:古典顯影的秘密

本研究針對六種古典顯影法(藍曬、凡戴克棕、鐵鹽印相、鹽印、吉利丁鹽印、蛋白印相法),依不同變因(紙張、感光劑濃度、水洗溫度、調色法),探討各顯影法的色階顯影範圍、明暗對比度與細節。結果發現不同顯影法擅長的顯影範圍、清晰度、與明暗對比不同;其中藍曬法擅長暗部顯影,凡戴克棕法則在亮部表現出色,鐵鹽印相法、蛋白印相法則是所有顯影法中,最能夠均勻表現所有色彩的顯影法。紙張與感光劑濃度對顯影結果的亮度與對比有明顯影響,而水洗溫度與調色法則是對顯影結果的清晰度與色調帶來改變。本研究最終彙整出一「古典顯影指南」,作為化學與藝術對話的參考指引,讓現代照片透過手工方式展現昔日的懷舊風格與藝術價值。

鋁空氣電池

本實驗探討以回收暖暖包、廢棄濾心碳材、鋁箔、鋁罐加上食鹽水製成鋁空氣電池的可行性。第一部分我們比較不同炭材和不同隔離膜種類的組合,發現備長炭和厚紗布的組合測得最大電壓約1伏特;第二部分則以活性碳粒及碳粉、透氣防水布、鋁箔及鋁罐,找出較佳發電效能的組合,發現備長炭添加活性碳粒的組合得到最大電壓約1.13伏特、電流0.2A;第三部分以使用過的暖暖包自製設計四種暖暖包鋁空氣電池,電壓均可達約1伏特。最後利用廢濾心碳材,自製設計五種濾心碳材鋁空氣電池,並經由簡單串聯後電壓可達3伏特、電流接近0.1 A。其中實用性較高的電池有二,一是濾心碳棒浸泡鹽水鋁罐空氣電池組,二是堆疊六層「碳塊-鹽水果凍-鋁片」空氣電池組。

百發百中-機械投籃機

利用積木自製投籃機,不斷進行投射動作,找出最穩定的投擲狀況。再來利用設定投射手臂角度和手腕角度及球體材質不同,彈力材料的變換來找出進球率最佳的條件組合。投籃器和籃框的距離是因應投射力道太強或太弱時的調整變數。最終目標是在設定的條件下尋找出百發百中的投籃機模組。

這是什麼鳥選擇~無尾鳳蝶幼蟲顏色與假眼之探討

陽台上的無尾鳳蝶幼蟲怎麼不見了!綠色葉子不是可以保護牠嗎?牠的假眼不是可以嚇退敵人嗎?昨天還在的,怎麼一下子都被小鳥吃光了,怎麼會這樣!到底綠色與假眼有沒有保護效果?為了一探究竟,我們決定一起模擬實驗找答案! 實驗結果發現小鳥有顏色分辨能力,且會先啄食無假眼的假蟲。但不管有無假眼,小鳥都是從假蟲的尾巴開始啄食。實驗亦證明了大假眼比小假眼更具有保護效果。 在背景保護色的測試中,實驗發現綠色背景在實驗初期具有良好的保護效果,但時間一拉長,則發現綠色背景對假蟲的保護效果並不佳。另外,小鳥對我們實驗的假蟲都戒慎恐懼,每每要到第4天或第5天後,才敢啄食近在眼前的美食!

DIY天然粉好擦

延續作品DIY可分解環保無毒擦一擦,本研究繼續從廚房尋找天然材料,搜尋資料,探討原理後研究適當的配方、成型方式和比例,調配出含有中筋麵粉、木薯粉、食鹽、溫水的配方,以電鍋蒸煮的方式製作出可被生物降解的天然擦,甚至誤食也對身體無害。 本研究為了要把好擦以科學的方式呈現,自製仿生機器手臂以Scratch程式驅動機具,再以自製的攝影箱拍攝實測的紙張,最後將ImageJ影像軟體分析得到的灰階值轉成圖表比較,以科學方法定量測試自製天然擦的可用性。 某文具品牌從媒體報導中對於本團隊研究作品深感合作興趣,進一步得知本延續作品DIY天然粉好擦,材料為天然素材與該公司「環保無毒」與「地球永續」之經營理念相符,主動表達將與本團隊合作的意願。

藍色大軍

本次研究主題是以香山濕地的短指和尚蟹為研究對象,研究短指和尚蟹的構造、適合生存的環境、生活方式、最佳觀察時機為乾潮前後二個小時、探討洞穴形狀及深度、在沙地上進食及隧道式的進食方式、出沒沙地的特殊行為、遇危急時除了順時針和逆時針鑽地封洞行為,亦會呈現假死現象。 我們測試短指和尚蟹對視覺及嗅覺的感官反應、對鑽地封洞的方向是否有特別偏好、鑽地封洞的時間、改變沙土的角度、施予沙土平面的作用力,觀察不同土質對其鑽地封洞行為的影響。 我們製作簡易旋轉器幫短指和尚蟹轉圈,發現和尚蟹在每分鐘轉20圈及每分鐘轉10圈的速度下,能正常的旋轉封洞,但比起自身旋轉多了3~6秒的時間,並比較濕地上弧邊招潮蟹封洞行為的不同之處。

大花馬齒莧的防霉抑菌之探究與應用

校園裏種植了許多大花馬齒莧,經由觀察發現大花馬齒莧甚少有蟲害,於是想要利用大花馬齒莧來研究他的抗菌功效。我們利用網路上查詢的資料萃取出大花馬齒莧精油,並以不同比例來調配出適當濃度的精油來抑菌。實驗結果發現100%的大花馬齒莧精油的抑菌性最好,但對皮膚會產生過敏的反應,故以25%大花馬齒莧精油製作CP值高的馬齒莧抗菌面膜,以抗菌力次之的80%馬齒莧精油製作馬齒莧手工肥皂,並用100%馬齒莧精油來製作馬齒莧防霉除油去污噴劑。