全國中小學科展

國小組

化磁力為阻力-磁性流體的探討與應用

三年級學到磁鐵單元時,利用水中鐵粉形狀可看到立體的磁力線,移動磁鐵還能控制磁力線的各種變化,想到若是能設計出可隨磁力控制的液體,一定會很有趣。於是便針對:管路口徑、鐵粉數量、磁力強度、磁極排列等變項設計實驗,發現 1.由磁性液體,對磁力變項產生的相互影響,可有效調控阻尼效能 2.透過油脂包覆,可使鐵粉均勻分布在油中,可提高磁性流體的控制 3.利用可控制的磁性流體,成功發展出自動感應強度的聰明避震器 利用機械感應壓力強度,連動改變管路外的磁鐵排列,來控制磁性流體的流速,達到聰明避震的效果,經測試發現:受到1~5kg五倍的壓力範圍,阻尼可自行反應並調整到20~25秒作用時間,可見遇強則強的避震器,可聰明的幫我們避免震動的危害

夢幻沙坑

跳遠沙坑本來整理得好好的,經過一個暑假,沙坑的沙變硬,並且有接近一半的地方都長了草。沙坑為什麼會變硬、長草?別的學校、別的場地又是怎樣?怎樣能改善沙坑?怎樣做出一個美麗、鬆軟又好玩的沙坑? 研究結果:經觀察及實驗,發現優良沙坑的沙的沙粒徑大都在0.5080mm與1.1684mm之間,且幾乎沒有細小粉泥和黏土等成分的東西。河沙和海沙加了少數的泥,植草生長良好,但如果加太多的泥,反而因排水不易,植草最先乾枯。學校沙坑的沙不加水則不受影響;加了水的沙會凝結成完整並且硬的沙柱。沙加了泥或黏土就可形成沙柱,最少可以承受640公克以上的重量。實驗沙坑內的純沙雖然每天澆水也不會長草,沙坑外的草不但長得大,還長出新小草。沙堆比人工的減震塑膠護墊減震效果更佳。把海沙、河沙加入彩色圓滑的小礫石等可製作成「夢幻沙坑」。

彈鳳說酵~醃漬與接種發酵之交手

查訪坊間傳統製作鳳梨豆醬經驗,以鳳梨:鹽:糖:冰糖:豆麴=10:0.8:1:0.5:0.33比例製作,探討醃漬加上接種發酵的發酵環境、糖與鹽的功能、變革坊間傳統製法以及鳳梨肉質和糖酸比,討論發酵歷程的糖度、酸鹼值及乳酸量發展。發現常溫、陰暗、壓製、密閉的發酵環境,以及鹽從6%減至3%、糖從12%減至6%的半糖半鹽變革製作方法,糖度消耗比傳統製法高(發酵21日傳統方法耗損3。Brix、變革方法6。Brix)、乳酸累積量也比傳方製法多(發酵21日傳統方法乳酸量1.035%、變革方法1.152%),而品評結果也顯示變革方式勝於傳統製法,這種變革的鹽糖減半、陰暗及壓製的製作方法讓鳳梨豆醬更健康美味。

麵粉中的小「筋」靈~探討麵筋橡皮糖的最佳製作方法

「麵筋」是澱粉還是蛋白質?除了一般市面上的罐頭麵筋或烤麩的吃法,可以製成麵筋橡皮糖嗎?這引起我們的好奇。於是透過資料蒐集及文獻探討,深入的認識麵筋的特性及製作方法,也希望找出最具韌性的麵筋橡皮糖的配方及製作方法。我們先進行基礎測試實驗,接著在正式實驗中藉由控制水溫、洗麵水、放鹽時機、靜置溫度…等變因,針對麵筋的基本特性及韌性進行一系列的實驗、觀察與記錄,最後找到最佳麵筋橡皮糖的製法與配方。

垂榕葉的類胡蘿蔔素探究與在洗髮精上之應用

研究校園樹種的類胡蘿蔔素含量及萃取方法製成的自製光合色素天然洗髮精。以分光光度計測量類胡蘿蔔素的濃度且計算含量,發現垂榕向陽葉的類胡蘿蔔素含量最高1.01(mL/100g)。經丙酮萃取再以4M氯化鈉溶液鹽析後,可得最高類胡蘿蔔素含量1.70(mL/比對照組增加39%的類胡蘿蔔素含量,能替代二次萃取的丙酮。以 LED燈光照垂榕,發現以藍光1600lux連續光照24小時/日後,可以達到最高類胡蘿蔔素含量變化率58.69%。以校樹 萃取出的類胡蘿蔔素加茶籽粉製成的自製光合色素天然洗髮精,經自製洗髮試驗裝置洗髮後,測量出洗髮水的導電度,發現去除模擬人體油脂量大於市售洗髮精,TDS279ppm,pH5.96呈弱酸,可維持人體皮膚健康,天然環保且成本低、製備容易,未來可應用至洗手乳。

居「心」叵測的「姬」捕行動

校園常見的日本姬蛛結的是立體網而非平面網,但對姬蛛的立體網與其捕獵行為的了解很有限,我們於是進行調查與實驗。觀察野外蛛網的主要特徵包括:結不規則錐體網、網中有開口朝下的遮蔽物及立網下方有底網。測量野外的蛛網,發現姬蛛多棲息在左右和前後置中處,但僅一半有高度置中。若用方形容器飼養姬蛛,則姬蛛棲息在蛛網立體空間對稱的中央位置。從幾何概念推算,發現姬蛛多棲息於趨近於錐體網剖面三角形的內心處,此位置到三邊的距離最短,有利於察覺與快速捕獵。錐體網具傳遞振動、有效纏繞獵物和低穿透率的特性,而綿密的底網則可防止獵物掉落,皆能增加捕獵率。故日本姬蛛有絕佳空間概念且能依獵物狀況採取不同的捕獵策略,真是聰明啊。

食品大解碼~油「燃」而生 糖與鹽的爭霸

本研究源自新聞報導高油、高鹽、高糖等食品三高對身體不好。因而,我們進行了一連串的實驗,探討這個問題。 研究結果發現: 一、吸油面紙及燃燒法,均可檢測油含量;且洋芋片都是下層比上層多油。 二、市售的糖度計不測糖,鹽度計不測鹽~檢測的是溶液總濃度。 三、旋光儀,隨著糖的濃度增加,偏轉角度增加,而且鹽水不具偏光效果。 四、檢測糖鹽混合水溶液時,旋光儀的旋光偏轉角度,隨著糖濃度增加;而鹽的濃度增加時,旋光儀不受鹽濃度增加而影響。 五、方糖顆數增加時,旋光儀的旋光偏轉角度,都隨著濃度增加而偏轉角度增加。 六、利用糖的旋光偏轉角度轉換成方糖數,較容易了解食用一整份食品的總糖量。 七、鹹的食品,利用旋光儀檢測後全部均含糖。

深負孓技-大負子蟲捕食與繁殖行為之探討

大負子蟲主要以嗅覺與振動來感覺獵物,捕食方式主要採坐等方式,飢餓、獵物密度低或獵物在一定範圍內時可能主動出擊,也會在水域的底層翻攪取食。前、側、後方攻擊距離分別約3.8cm、2.5cm、1.1cm。活動深度可達233 cm,捕食範圍深廣。 雄蟲會在水面起伏求偶,以模擬雄蟲求偶機實驗時,發現振動幅度越大、振動距離越近、有背卵振動對雌蟲有較好引誘率與繁殖行為完成度。振動頻率愈高雖然引誘率愈高,但繁殖行為完成度仍以每秒約2-3下較高。 產卵時雄蟲會以氣泡讓卵接觸空氣。雄蟲背卵後會減少取食,且卵越成熟越容易到水面讓卵曝氣。 棲息縫隙的習性可能有助於蓮花種子的傳播,可做為孑孓與福壽螺的生物防治昆蟲。

「米」花朵朵開_

本研究想要瞭解玉米粒在不同的條件下,形成的爆米花有哪些差異與影響?研究內容主要包含: 一、觀察比較玉米粒爆開前後的各種變化,如顏色、大小、軟硬程度、密度及形狀;二、探討不同缺損狀況的玉米粒能否爆裂成爆米花;三、探討常溫、冷藏及冷凍等不同溫度狀態下,玉米粒爆開的差異情形;四、探討固體糖(二砂糖、冰糖、方糖、精砂糖、黑糖)與液體糖(蜂蜜、楓糖、麥芽糖、果糖、糖漿)對爆米花脆裂度的影響;五、探討不同濃度的糖水溶液對爆米花脆裂度的影響。 以下分別就研究動機、研究目的、研究設備及器材以及研究方法與過程逐一說明,最後並提出本研究結論及建議。

茶菁酵不酵,有關係?

本研究主要是發現慣行茶菁經過日光萎凋會讓氧氣生成量變少,時間越久,對慣行茶菁的上層影響越大,對下層茶菁影響最小。用炫風烤箱模擬炒菁效果,發現隨著烤箱的時間增加,對最上層的慣行茶菁影響最大,對最下層的慣行茶菁影響最小。和慣行茶菁比較,經過日光萎凋後,最底層的有機茶菁呈現最活躍的酵素活性反應。模擬炒菁的烤箱作法,發現底層有機茶菁在烘烤1分鐘內,呈現的酵素活性是所有實驗中數據最大的。用煮過的新鮮有機茶菁水和新鮮慣行茶菁水來模擬清潔劑,發現這兩種茶菁水對清潔脂肪和澱粉的殘留均有顯著效果,烘烤過後的有機茶菁清潔液對脂肪和澱粉的清潔效果是我們未來研究的方向。