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國小組

蘇子之香更勝三蘇—不一樣的紫蘇

我們探討紫蘇作為植物染的可能性。首先分析其主要成份,發現葉子中的花青素、葉綠素B、葉綠素A與胡蘿蔔素很明顯,花朵的成份則不明顯。我們將紫蘇液各滴入檸檬酸(C6H8O7)與氫氧化鈉(NaOH)水溶液中觀察顏色變化,訝異的是紫蘇液在酸中,會呈現粉紅色及茶色系;紫蘇液在鹼中會呈成現黃色及深褐色系。 我們將紫蘇液置於胚布、濾紙、廚房紙巾中比較,調整布和紙與水面的仰角從10度到90度,應用毛細現象原理探討上升高度,為求實驗準確性共實驗18次。發現胚布上升的高度與速度,均最低、最慢;濾紙上升高度與速度,均最高、最快;廚房紙巾上升高度與速度,均次之。我們以紫蘇液DIY熱染漸層T-shirt,發現染過的T-shirt不易褪色,真是既環保又經濟的效用。

盡出『洋』相-洋菜薄膜之探討

透過實作找出洋菜薄膜最佳的配方與脫水方式並進行拉力、耐彎折、耐衝擊、耐酸、透氣、溶解、燃燒、土壤分解與餵魚實驗,最後利用其可食用且易分解的特性設計產品。由實驗得知,水和洋菜粉在適當的比例下,分別添加甘油、可食用甘油或蔬菜甘油混合加熱的洋菜凝膠,都能利用冷凍脫水,均勻且快速的乾燥成薄膜。拉力、耐酸、耐衝擊和耐溶解實驗,無添加甘油的洋菜薄膜效果最佳;耐折實驗,添加蔬菜甘油 4g的洋菜薄膜效果最好;此外,各式洋菜薄膜都能在14天內被土壤分解。我們根據以上實驗結果,將洋菜薄膜製成提網、藥包、洗衣精包裝袋等產品應用在生活中,希望能取代一次性的塑膠製品,減輕地球的負擔。

分組史考特

本研究在探討各小組成員最多n(n≥1)人,且符合分組條件的情況下,所構成班上學生人數之最大值及計數方法,藉由觀察、尋找關係與樣式、猜測、檢驗與論證的探究過程,進而發現各小組成員最多n人時所構成學生人數最大值之計數方法,其解法可分成唯一解、多重解,並發展出計數公式與應用如下: 一、在n×n(2≤n≤6)的方格表,只有5×5有多重解法,其他都為唯一解。 二、在n×n(n>6)的方格表,都有多重解法。 三、學生人數最大值之計數公式為,將(n的平方)減掉(n除以每一列(x)所得之餘數),並分別求出當n為偶數(2k)與n為奇數(2k+1)之公式。 四、辦活動分組時,可藉由本研究所發現對參與學生的快速編碼法,以確定活動參與人數的最大值,進而用來準確預估最多可報名人數。

「葉」「銅」學來殺菌

本研究利用葉綠素卟啉環內的鎂離子置換成銅離子來處理硫酸銅廢液,鎂銅離子的置換目前均使用萃取法,本研究透過實驗確認可以使用葉片的原型來置換,大大減少了廢液處理手續。除了具有表皮蠟質的葉片置換速度較慢,其他葉片結構皆不影響。透過比色法計算出移除率,加上硫化鈉檢驗,確認此方式可以完全去除銅離子。檢測置換後的葉片在土壤中與不同pH值的水中,銅離子皆不會再度釋出。 藍綠菌是有葉綠素的微生物,實驗發現藍綠菌鎂銅離子的置換速度優於陸生植物,間隔三天在優養化水域倒入0.05%硫酸銅溶液,15天後水域濁度下降到4NTU以下,水生動植物則不受影響。利用葉綠素鎂銅離子的置換可以處理硫酸銅廢液,還能去除藍綠菌,可以說是一舉兩得。

懸「移」浮現-聲懸浮變因對懸浮效果之研究

我們從網路發現超音波居然能讓保麗龍粒懸浮在空中!對聲懸浮產生興趣後,我們自製能調整高度的檢測裝置,進行聲懸浮變因和移動的探討。 我們歸納最適合MiniLev聲懸浮裝置的換能器是上T下R頻率40 kHz、直徑16mm、開放型、收發分體,最佳懸浮高度為15mm,第二節點承載效果最佳。當高度改變,新節點是以「上下交替」方式增加,造成保麗龍粒上升距離為拉高高度的一半。 我們發現焦距15cm凹透鏡適合當反射板,防水且懸浮效果更佳,可取代不防水的換能器R。薄片適合當懸浮物,懸浮穩定且因「下大上小的順時針螺旋形力道」造成自動旋轉效果。色紙經手工或雷射雕刻機設計與切割,能製作可懸浮與旋轉的美麗造型,藉由控制高度還能改變轉速,是值得推廣的科普活動!

「橋」見摩擦力-探討達文西橋不同結構之形抗結果

為了發現達文西橋的秘密,本研究嘗試採用不同材質棍子、不同搭橋方式來研究達文西橋承重力與形抗結構。經實驗後發現:(1)與木棍相比下,竹棍的韌性和彈力較好且更紮實,具有較大的承重力,其中,尺寸0.5*0.5*20竹棍的承重力最大;(2)橋體層數越多,越接近拱形,其承重量越大,但三層以上的橋體角度太大,容易崩塌,因此兩層的達文西橋為最佳;(3)竹棍間的實際接觸面積愈大、支點愈多時,摩擦力就愈大,橋體將會愈穩固,如直橫交錯鋪滿的橋體;(4)地面材質的摩擦力太大或太小皆不適合搭建達文西橋。因此,使用較多棍子搭橋不一定好,並且需要考慮棍子材質、搭橋方式,以及地面材質的影響,才能搭出穩固、承重力大、形變率小的達文西橋。

幽靈竹節蟲的環境適應性與生存策略

幽靈竹節蟲(Extatosoma tiaratum )是澳洲引進的外來種,在臺灣已經廣為飼養,若逃逸至野外,是否會大量繁衍,影響生態環境?本研究探討其在台灣的適應與防衛方式,結果發現幽靈竹節蟲在環境的適應性方面,可食用多種果樹和本土植物;風吹時身體會隨風搖擺,融入所處的枝葉環境中;在生存策略方面,幽靈竹節蟲主要採取有性生殖、孤雌生殖為輔的繁殖方式,卵會偽裝成種子以增加孵化率。其防衛方法有剛孵化時會擬態成蜘蛛蟻、若蟲擬態成蠍子、雄成蟲擬態成大螳螂,此外雌蟲會偽裝成帶刺的枝葉等。其體色也能隨著所處的環境改變以融入環境中。若幽靈竹節蟲若逃逸到自然環境中,可能對芭樂等果樹產生衝擊,於相關的飼養與管理,須儘早謹慎因應處理!

「孑」殺-探討常見水中動物對孑孓的生物防治評估

會取食孑孓的水生動物:斑節水螳螂、太平洋麗龍蝨、點刻三線大龍蝨、豉甲蟲、小仰泳椿、中華粗仰椿、負子蟲、巴蛭屬水蛭、澤蛭屬水蛭、蜻蜓水蠆、豆娘水蠆、蓋斑鬥魚、野生孔雀魚、大肚魚共14種,不會取食的:水黽、姬牙蟲、小划椿。每日取食孑孓(與500隻孑孓共域)的量,魚類以蓋斑鬥魚最多(全吃完),其它類以豉甲蟲最多(取食285.67隻)、負子蟲(取食214.67隻)、斑節水螳螂 (取食157.33隻)居後。本實驗經過不同水質條件測試(pH值、鹽度、溫度),可以應用於戶外景觀池、生態池或農業蓄水池,除了食蚊魚,水生昆蟲也是一種防治孑孓的方法,本研究確認哪些水生動物能取食孑孓,也能讓大眾知道只要在水田發現這14種孑孓的天敵,就能執行「孑」殺任務。

「魚」「龍」共舞-製作花青素魚鱗凍之探究與分析

魚鱗是很好的食材,製作成魚鱗凍費時費工,只好丟棄;我們想透過科學探究,找出省時省力的方法製作營養價值高的魚鱗凍。實驗前製作SOP,可降低操作誤差,提高實驗的再現性;實驗後針對結果及問題討論並提出對策,由結果可知探究方法是正向且有效率的。 本探究分成三大部分,第一部分是找出壓力鍋熬煮的最佳條件、魚鱗研磨時間及魚鱗與水的比例。第二部分是自製和市售魚鱗凍的差異比較,結果顯示自製的數據均優於市售(密度增加1.2%、固含量增加188.8%、熬煮時間節省62.5%、抗氧化力提升17.9%)。第三部分是比較不同花青素水果的抗氧化力,再以抗氧化力較佳的水果製作成花青素魚鱗凍。最後由紅色火龍果魚鱗凍勝出,也就是我們的研究主題「魚」「龍」共舞。

藍到非晒不可─光雕顯影術,以投影機為例

藍晒的基本原理是檸檬酸鐵銨加赤血鹽的水溶液,日照後形成普魯士藍的沉澱。本實驗則透過穩定可控的光源─單槍投影機,來做為主要的光源,除了可避免天氣因素的影響外,也可投射出各種圖案,我們透過操作感光液的比例、照射時間的長短、投影的顏色,試圖找出光雕投影的最佳模式,此外,也嘗試找出適合藍晒的定色液,以延續產品的壽命。由於開放場域的環境光可能影響結果,我們設計了”迷你電影院”以提升成功率。 結果發現,以比例5:4(赤血鹽溶液:檸檬酸鐵銨溶液)的感光液表現最好,投影的時間則是50分鐘就可以讓感光液充分反應顯色,而利用顏色的操作便可同時完成深淺不同的藍色,最後,以食用醋做為定色液的效果最好,作品既顯色又耐洗。