全國中小學科展

國小組

「三寶」的重生~寶特瓶變身3D列印線材之研究

本研究探討了使用回收塑膠寶特瓶製作PET線材的可行性。我們設計了數個不同功能的模組並使用TINKERCAD 3D建模軟體進行了優化,使過程更為穩定和高效,同時也考慮了減少廢棄物的製造量,以達到節約成本、保護環境的目的。 研究發現,為了得到品質更佳的成品線材,需要在生產過程中控制PET條寬度均勻性、拉線速度、加熱頭溫度、加熱塊支架變形和加熱塊溫度浮動等因素,以確保成品線材的品質。此外,本研究也嘗試將所有模組整合在一個平台之上,探討製作出一台具有全功能機器的可行性。 最終,本研究成功實現將使用過的寶特瓶變成PET線捲的目標。未來,我們將繼續優化該機器的設計,增加自動化程度,並探索更加環保的製作方法,以達到更加可持續的生產方式。

「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。

好球!動靜皆"移"---組合扭蛋球滾動狀態之探究

本研究主要探究哪一種組合的怪怪球滾動時動停的運動狀態明顯,在實驗過程中選用可重複使用且組合性較高的扭蛋球來當外殼,並透過多次實驗發現球形外殼滾動軌跡接近直線。選用「外丙內G」組合而成的怪怪球,因其內部空間比較大,可以填充的液體變化量大來作為實驗球,期望能符合有動有停之滾動情形。 我們利用Tracker分析發現僅填充水對整個球體之滾動已有減速的作用產生,填充不同液體的平均減速次數為填充乳液>洗手乳>膠水>水,且含內珠之液體平均減速次數大於不含內珠液體。 無論有沒有內珠,怪怪球填充40ml乳液(22.27%)有較高的總停時間。動停回數比較以不含內珠填充40m乳液最高;含內珠則為填充85ml乳液最高。

遷粉蝶產卵如何超前部署,好讓幼蟲長得更好

雌蝶選擇將多數的卵,產在幼嫩的阿勃勒葉片上,但能夠利用很多巧妙的方法來避免卵被天敵發現:(1)將卵以直立方式產在葉表面;(2)將多數的卵產在葉背上;(3)葉子越長,但卵和卵間的距離較遠;(4)將卵分散在寬大羽狀複葉各個側枝的複葉上,好讓天敵不容易發現。 遷粉蝶選擇產卵的嫩葉,能夠讓幼蟲壽命更長、存活更多和長得越大。第一次蛻皮後的小齡幼蟲,改餵熟葉或老葉,存活率下降最快;第二次蛻皮後的大齡幼蟲,改餵熟葉可以比較快發育到蛹期、存活率也比對照組慢下降;但若改餵老葉,多無法發育到蛹期就提早死亡;第三次蛻皮後末齡幼蟲,改餵熟葉或老葉,可以比較快發育到蛹期、存活率也比對照組和第二次蛻皮後就改餵的組別還慢下降。

探討大窠坑溪與城市排水道的塑膠微粒情形

研究探討溪水塑膠微粒污染來源並提出解決方法。研究發現大窠坑溪上游的塑膠微粒數量低於下游,可能與人口密度有關。且在下游城市排水道口,溪水的塑膠微粒暴增,顯示排水道是溪水汙染來源。雨季時溪水的塑膠濃度較低,雨量可能稀釋溪水中塑膠濃度。城市排水道流經塭仔底濕地塑膠數量降低,植物淨化效能以布袋蓮最佳,而汙水未接管區數量暴增,顯示汙水接管的重要性。 汙水接管的水會送至污水廠處理,塑膠微粒清除率達73%,以沉沙除油池清除效果佳,刮除上層廢油時一併去除塑膠;RBC生物薄膜,活性污泥能吸附塑膠清除率佳。我們改良汙水廠的沉澱池設計,刮除上層塑膠達96%清除率。因此,建議污水管理及生態淨化,以減少溪水的塑膠微粒污染。

愛粒沙砂—臺灣海灘大探秘

本次科展主題為探究屏東與臺灣其他地區海灘樣本的差異。我們選擇了具代表性的屏東地區海灘作為主要採樣點,利用數位顯微鏡比對外觀特徵,電腦影像軟體分析色調,透過篩網分析海灘樣本顆粒大小比例,並檢測其酸鹼性、硬度和KH等性質。 結果顯示,屏東和小琉球海灘主要由珊瑚、貝殼和少量有孔蟲殼體等生物碎屑組成,呈白黃色調;而臺灣其他地區的海灘沙粒主要由岩石碎屑組成,呈灰黑色。單位體積海灘樣本的重量測量結果並無明顯差異,水溶液的酸鹼值大多呈弱鹼性,TDS數值顯示不同區域的海水組成和溶解物有所差異,但屬於珊瑚砂海灘樣本的KH值平均超過10。這些差異是臺灣地理位置、河流侵蝕搬運堆積和沿海海流等因素共同作用的結果。

借風使舵~氣流飛機任我控

空氣的流動會形成風,藉由起風板前進產生的上升氣流,可推動由保麗龍薄片製作的氣流飛機向前飛行。本研究旨在探討影響氣流飛機飛行速度的因素,分別以手持和類風洞裝置來進行實驗,結果我們發現,氣流飛機在起風板上的最佳飛行速度並非單一速度,而是一個區間。不同起風板角度間有共同的安全飛行區間,若飛行速度控制在共同安全區間內,氣流飛機可在所有的起風板角度上安全飛行。另外,氣流飛機在起風板不同位置也會影響飛行的速度,下半部速度最快,正上方成功率最高,本研究建議將氣流飛機操縱在上半部,結合速度和成功率。起風板兩側折角能修正氣流飛機的偏移,讓飛機回正。若將起風板兩側向上折起30度,則可讓氣流飛機飛得更快且更穩定。

就「塑」這個光~海洋塑膠微粒含量之探討

塑膠微粒影響著人類日常,但家鄉沙灘滿是塑膠垃圾,促使我們進行研究,得到以下結論: 一、比較沿岸海域不同深度的海洋塑膠微粒數量。 表層>1m深>>2m深。 二、比較人造港埠對海洋塑膠微粒的影響。 (一)數量方面:龍門>尖山。 (二)深度方面(塑膠微粒數量):表層>1m深>>2m深。 (三)最大顆粒粒徑大小:人造港埠>開放水域。 三、比較潮間帶不同位置海砂的海洋塑膠微粒數量。 (一)低潮線>高潮線>飛沫帶。 (二)龍門後灣沙灘低潮、高潮線多於尖山烏泥沙灘。 (三)塑膠微粒數量(深度)0-4cm>4-8cm>>8-12cm,且海砂中含量多於開放水域。 四、比較不同受風面的海洋塑膠微粒數量。 迎風面多於背風面。

「尿」不可「鹽」-探討有機添加物對水泥磚的影響

為了探討有機添加物對水泥磚硬度和水量改變的影響,首先,我們學習安全調配水泥漿比例,設計敲擊裝置測量水泥硬度,並進行集水實驗。硬度敲擊的測量和水量改變實驗分為二部分,一是添加不同尿素比例,二是添加氯化鈉對不同尿素比例水泥漿的影響。實驗結果:在添加不同濃度尿素比例(2%、4%、6%和8%)下,發現添加尿素6%, 水泥磚硬度較無添加的水泥磚硬度增加38.9%,效果最顯著。在同樣添加氯化鈉0.5%的條件下,以尿素4%水泥磚硬度增加76.6%,效果最顯著。在進行水量改變實驗方面,結果發現添加尿素濃4%、氯化鈉0.5%的水泥磚,平均每盒水泥磚水量改變達到17.0g,根據本實驗最佳結果推算,只需增加少少的成本,一年可以省下的水量,就約足夠供一萬人生活150天。

挖出學校遺構區底下的秘密

學校興建校舍,挖出兵道署的遺構,我們從挖出來的泥砂中看見許多貝類的遺骸。我們很好奇,到底這些洞穴裡除了遺構外,還藏著什麼秘密?所以在老師的指導下,採集坑洞裡的泥砂,觀察、實驗並認識泥砂的性質;再與附近學校地區的泥砂進行比較,發現可能屬於同一個時期的海相堆積。從遺構區發現的生物遺骸多屬於雙殼綱和現在河流出海口的生物遺骸很相似,因此推測學校以前和海岸邊的環境相似,屬於砂質基底的淺海環境。 最後透過測量學校附近道路的高低差,發現學校屬於東高西低的地形,從這些種種的證據中,我們想學校不只有深埋在地底下豐富的古蹟文化歷史,其實從探索泥砂、生物遺骸等海相沉積,更見證了台南四百多年來海岸線的演變。