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國小組

淨「塑」撤離 「鐵」定「油」效

水中塑膠微粒嚴重危害生物的生存,本研究擬探討清除水中塑膠微粒的方法與原理,以制定清除的參考流程。先用油料吸附水中塑膠微粒,再利用鐵磁性吸油劑吸附含塑油料,最後用磁鐵吸起清除。研究分為兩部分探討,一、油料與塑膠吸附的情形與影響因素;二、吸油劑與油料的吸附效果。為了放大觀察塑膠微粒與油吸附的情形,用塑膠小圓片模擬塑膠微粒,並作為吸附效果的量化數據;用油層高度比例法來量化吸油劑的吸油效果;以燃燒法和促鏽法自製鐵磁性吸油劑,與市售鐵氧化物比較。結果發現,塑膠種類、油酸價、水溶液種類會影響塑膠與油料的吸附。以燃燒的鋼棉、鐵粉、四氧化三鐵作為吸油劑,進行三階段多層次處理可以節省成本,也減低水汙染。

小提琴音色的奧妙

小提琴主要是由琴弓帶動琴弦使提琴透過音柱與音箱振動而發出聲音,而琴身、琴橋、琴弦、拉弦板、肩墊、松香……等,這些因素都可能影響提琴的「音色」,但是多數人,是很難用耳朵聽出「音色的差異」,因為聲音既看不到也摸不著,所以希望透過傅立葉電腦軟體Audacity,來分析聲音的『頻譜圖』,用科學化的證據,讓非音樂專業人士,也能「看」到音色的差異,並利用頻譜圖與聲響學理論說明音色的奧妙,讓喜歡音樂的我們,找到適合的小提琴,也讓初學者或演奏者更容易找到合適的琴。 在關於小提琴音色的實驗裡,影響小提琴音色表現最主要的因素是松香和琴弦。我希望將松香與琴弦所產生的音色用科學方法分析,建立資料庫,讓演奏者很快找到適合的松香或琴弦。

水中「晶」靈-探討硫酸銅結晶大小的變因

上自然課時,曾觀察到鹽的結晶,也曾看過使用過飽和溶液長出結晶的影片,特別是硫酸銅晶體型態明顯且吸睛,激起我們研究的興趣。從硫酸銅的溶解度曲線知道溫度愈高,硫酸銅溶解度愈大,配置過飽和硫酸銅溶液後,藉由溫度的變化,可以得到硫酸銅結晶。首先配置濃度33.3%硫酸銅水溶液,經過濾後倒入培養皿中,以取得型態良好的晶體,再將晶體取出作為晶核,綁上釣魚線,放入濃度33.3%過濾硫酸銅水溶液中,盛裝容器改為燒杯並於上方加蓋或用保鮮膜封住,以防異物掉入產生雜晶。隔天若發現底部出現結晶,將此溶液加熱溶解,或再補充同濃度的硫酸銅水溶液,等待溶液降溫後再將晶核放入,七天內即可得到5公分長的硫酸銅晶體,以水晶膠包覆後達到保存效果。

發酵好~製作健康酸筍因素之探討

竹筍為富含纖維及維生素的食材。在台灣竹筍收穫期集中,採收後容易失水老化,因此竹筍的加工保存就顯得十分重要。本研究針對水質、水溫、鹽濃度、陽光、形狀、糖濃度進行探討成功製作酸筍的條件。實驗結果發現水質以及水溫不是成功製作酸筍的條件;竹筍洗淨剝殼自然晾乾後絕對不能再碰水;鹽巴添加比例以1:100;溫度37℃最為適合,且切成絲狀竹筍為發酵製成健康酸筍的最佳條件。總結來說,製作酸筍的過程中添加鹽可以抑制壞菌生成,添加白糖可以幫助乳酸菌在發酵過程中成為強勢菌種,而整個過程必須在特定的環境溫度30度到40度區間才會發生,我們的實驗很好的複製乳酸菌生長適溫條件,並解釋其發酵條件與酸筍之間的連結。

螞蟻的大鋼牙—探討多樣擬大頭家蟻(Pheidologeton diversus)的大顎構造與覓食和防衛行為的相關性

為了瞭解校園中那些螞蟻具攻擊性及攻擊武器有何特別之處,本研究進行螞蟻族群與行為的調查並以顯微鏡觀察其結構。發現多樣擬大頭家蟻(Pheidologeton diversus)是校園中分布最廣且具攻擊性的螞蟻,牠無螫針和蟻酸,主要是以大顎進行覓食與防衛,而且工、兵蟻的大顎構造也不同,為了解其差異對力的產生有何影響,本研究以自製的力學測試裝置及大顎放大模型進行實驗,結果發現:兵蟻的大顎粗短,但有寬大的頭部,產生的閉合力為工蟻的9倍;而工蟻的弧形大顎細長,有較長且尖銳的顎齒,可產生較大的抓力,讓獵物不容易滑脫;另外兵蟻鏟形的大顎,能發揮力學上斜面的作用,可產生較大的切斷力。工蟻和兵蟻運用彼此構造的優勢,相互合作,能有效率地進行覓食與防衛。

神「漆」酷科學-不同粉末對塗料降溫效果之研究

因暖化和教室過熱問題,我們自製檢測裝置探討各種配方和變因,進行降溫塗料研究。 我們從24種粉末中實驗出6種特色粉末深入研究。其中二氧化鈦漫射紅外線佳,二氧化矽阻隔佳,蛤粉則兼具漫射和阻隔效果。我們歸納出「白度、粉末性質和顆粒堆疊」是影響塗料降溫的關鍵。當顆粒堆疊的縫隙越少(形狀相似、顆粒越小)降溫效果越佳。 但顆粒粒徑<3μm易產生團聚現象,無法均勻分布! 我們也自製碳酸鈣微球,由不同大小顆粒的混合察覺大小顆粒鑲嵌能減少縫隙、降低團聚並增加白度。更意外發現蛤粉漫射效果佳是因為具有大小顆粒鑲嵌的結構! 我們研發出四種降溫配方,加熱三分鐘能比市售隔熱漆低4.7℃,日曬保麗龍盒實驗也能低0.5℃,適合推廣應用。

「液」立不「搖」~探討液體搖晃因素之研究

本研究旨在探討影響液體搖晃的因素及如何減緩液體搖晃振幅。研究中我們研發了第一代、第二代以及最後利用第三代自動式搖晃裝置,然後探討不同液體的種類、黏滯度、水量及搖晃強弱對溶液振幅的影響。實驗結果發現,溶液黏滯度越低、水量越少及搖晃強度越大時,溶液波振幅越大;除此之外,我們也進行減緩液體晃動的實驗設計。實驗結果發現:液面添加奶泡、降低容器內壁光滑度可減緩液體搖晃,溶液波減晃率最高可達26.4%。容器內放入筷子、湯匙等物品,以及利用托盤將容器分隔為多個較小區域空間,也能降低溶液波晃動,不僅如此,在容器內直立3個托盤,將容器分隔為4個小區域的方式,溶液波減晃率高達88.4%為最佳。

是幸運還是機率-探討彭尼遊戲必勝秘訣

我們準備了銅板和紀錄表,想要了解彭尼遊戲中,乙玩家是否可以技巧性地提高勝率,以及彭尼遊戲的變化形態延伸後對勝率有什麼影響。在實驗一我們發現不同的對戰組合,其勝率確實存在落差;在實驗二中,我們發現乙玩家確實可以透過彭尼的技巧取得更高的獲勝機率,在實驗三,我們發現當加入更多玩家時,後手不一定能掌握更高的勝率,在實驗四,我們發現相較於以第一或第三字節相反來作為乙玩家的第一字元,以第二字元相反後做為乙玩家的第一字元勝率更高,而本次實驗我們只以擲七次銅板中猜測三次的排列作探討,未來也許可以嘗試其他不同的擲銅板次數、猜測次數,以了解彭尼遊戲及其相關變形遊戲的勝率變化。

「粽」望所歸,讚「碳」不已—以回收粽葉悶燒製作活性碳之研究

我們將回收粽葉以鋁箔紙包覆後,壓平去除空氣隔絕氧氣,再放入裝滿沙子的鍋中,用沙子覆蓋以卡式爐加熱悶燒,碳化後磨製成粉,以紗布噴上完稿噴膠並均勻撒上粽葉活性碳粉,與市售材料進行比較,發現自製活性碳相對於市售產品具有以下優點: 1. 較透氣,不會讓戴口罩者感到不舒服,還能阻隔灰塵吸入身體。 2. 不易吸汗,故透性能持續保持良好,長時間配戴也很舒適。 3. 粽葉活性碳紗布的耐摺程度最好,不會因彎折而導致原功能減少。 4. 粽葉活性碳紗布在正常環境下不易分解,能長期保存維持相關功用。 粽葉活性碳因為是天然竹葉乾燥,棉質紗布也是天然材質,製成口罩使用後,無論掩埋在土壤裡或者以焚燒方式處理,不會產生有毒氣體而造成空氣汙染。

拍「粄」定案,「條」出健康!

我們嘗試在在來米粉中添加不同種類及比例的澱粉、不同水量,找出接近市售粄條軟硬度、抗拉力的製作配方,並使用澱粉酶分解澱粉轉化成葡萄糖的方法,自製α澱粉酶檢驗抗性澱粉含量是否受保存條件影響而增加,希望享受美食同時能減少熱量吸收。研究發現在來米粉加入20%糯米粉,能煮出與市售粄條軟硬度、抗拉力最接近的粄條,研究中使用的各種澱粉都無法煮出抗拉力與市售粄條相當的粄條,可能與市售粄條的食品添加物有關;將自製粄條放入冰箱以3°C冷藏48小時,就能得到與未經低溫保存粄條相比,以自製α-澱粉酶溶液檢測減少約10%熱量的粄條。