全國中小學科展

國小組

我是「捉油」大師—回收聚乳酸廢料應用於油水分離技術

本研究主要是解決家庭廚房水槽的油汙水問題,回收因脆化無法再使用的聚乳酸3D列印線材,透過家裡手邊現有的工具和材料,用烤箱及熱壓鬆餅機把小蘇打粉加熱產生二氧化碳,有效形成內部具有泡孔的聚乳酸多孔材料,以及為了提升吸油率及重複吸油,自製棉花糖機噴絲製成聚乳酸纖維,研究結果發現聚乳酸纖維吸油率比市售產品更好,再透過蔬菜瀝水器甩油,甚至可以重複吸油至少五次。最後本研究把聚乳酸纖維放入行李真空壓縮袋抽取空氣加壓,並用吹風機熱風塑型,成功做出瀝水杯形狀的聚乳酸瀝水杯吸附家庭油汙水的油脂。聚乳酸廢材回收再利用作成吸油材,還可重複使用,比一次性使用的市售產品更環保,相信未來能有更廣泛的應用,達到永續發展的目標。

水落石出-臺灣北部煤礦坑鐘乳石之探討

本研究探討臺灣北部煤礦坑內鐘乳石形成的原因。採野外實地調查,尋找有鐘乳石的煤礦坑,現場觀察記錄坑內各種型態的鐘乳石,測量煤礦坑內的溫度、濕度、風速、二氧化碳濃度及水樣的酸鹼度,並進行水樣的元素分析。研究發現礦坑鐘乳石形成的環境條件為:礦坑內溫度介於16˚C至24˚C、濕度介於62%至72%、風速為零、礦坑所在區域的地層中含有碳酸鈣成分、有穩定的降雨提供充足的地下水。此外,利用模擬實驗探討鐘乳石的形成過程與碳酸鈣溶液的膠結現象。最後,採集生活中常見的人工設施管狀碳酸鹽沉積物,分析其與天然鐘乳石的差異,藉以比較在不同環境下生長的鐘乳石。

好吃的風鹽冰~澎湖鹹水煙對冰花生長影響之探究

澎湖常見的冰花,吃起來帶點鹹鹹的滋味,其鹹味來源?以及長輩的種植經驗「在風大處冰花會長得比較好。」這些疑問,以及文獻中提及冰花能改善土壤鹽化的說法,讓我們針對澎湖鹹水煙的風和鹽度與EC值進行一連串的研究設計 我們得到以下結論: 一、澎湖鹹水煙確實會造成鄰海土壤鹽化,但鹽分多數僅停留在土層表面,且土壤皆呈偏鹼性,應含有可溶性鹽類,建議可透過澆灌改善土質。 二、土壤EC值>3會降低發芽率,初芽週次與最後的發芽率呈現正相關;而鹹水煙確能增加葉片增長速度。 三、冰花的鹽度來源:囊狀組織與葉片內皆含有鹽分。 四、冰花確能改善土壤鹽化,但可透過澆灌至EC值達3以下,輔以部份空氣流動以達更佳效益。

苔(球)盆栽培養及室內空氣淨化能力之探討

我們以真苔、扭口苔、鳳尾苔、鱗葉苔為觀察研究樣本,希望能培養出良好的苔(球)盆栽,並了解苔(球)盆栽對室內空氣淨化的效果。依據研究觀察四種苔植株結果,發現如下:(一)鱗葉苔耐旱性最佳,鳳尾苔次之,扭口苔、真苔最差。(二)耐酸性實驗中,pH<5時,生長情形都不佳,推論酸雨不利其生長,在戶外種植,可監測空氣品質。(三)每日光照4hr,苔植株生長狀態是最好的。(四)以多肉土種植成長良好,但與咖啡渣混合後,咖啡色素顏色影響植物外觀和生長,因此咖啡渣並不適合做為它們的培養基質。(五)苔(球)盆栽對PM2.5的移除能力最佳,對甲醛和揮發性有機物(TVOC)也有明顯的移除效果。(六利用廢棄絲襪、不織布製作苔球盆栽,苔植株可正常生長。

STOMP-自製電音BAND

本研究目標旨在完成多人合奏、原音重現的自製樂器,透過Arduino作為傳遞訊號的中介,並以電腦對應輸出不同樂器的實際音色。在系統架構上,我們利用Arduino的類比訊號,讀取電壓值轉換成字串對應音階,實際錄製我們想要的樂音建立音源資料庫,以視覺化圖形輔助音階表現,隨時對設備進行調整,完成撥放系統的模組。實驗過程中,我們測試了兩個世代的訊號傳輸系統,最終以分壓原理為知識架構,焊接可變電阻,形成有效、穩定的訊號傳輸。其次,以生活上的紙箱素材、Cat6雙絞銅線、鋁箔紙自製耐受恢復力高、導電性高的琴鍵結構。最終,透過以上的研究歷程製作出虛實整合的電音樂團(BAND)。

小兵立大功-探討火柴棒吊水瓶的科學原理

您相信三支不到1公克的火柴棒卻能吊掛比它重上千萬倍的水嗎? 本研究先從搜尋資料與實際操作的過程中,了解火柴棒裝置能夠吊掛水瓶,是因為吊掛的水瓶重力作用在火柴棒與桌緣接觸的支點上,而且棉線與橫置的第二根火柴,以及直立斜向的第三根火柴棒形成穩定的支架。 接著分別從火柴棒及棉線兩部分來探討不同變因對火柴棒承載重量的影響;最後再試著使用其他材料代替火柴棒,看看是否能承載更重的水。 研究結果得知:火柴棒的長度,火柴棒與桌子接觸的長度、火柴棒加濕的時間、棉線的長度以及棉線的粗細等,都會增加或減少火柴棒所能承載的重量,而使用其他材料代替火柴棒,也會因其粗細或材質的不同,影響所能承載的重量。

捕碳成鈣 鈉麼厲害

為了回收二氧化碳,成為有價值的產物。本研究建立以化學吸收液捕捉二氧化碳,並生成碳酸鈣的流程。在吸收液吸收二氧化碳後的反應液中加入含鈣液,替換出碳酸鈣。以沉澱法、空氣柱法探討捕捉二氧化碳的化學吸收液特性,以變色法驗證吸收原理。以光阻法測量含鈣液的替換效果,並以吸收速率、吸收量、沉澱量、還原率,找出最佳吸收液。結果發現,以氫氧化鈉與二氧化碳產生酸鹼反應的方法固碳,再加入氫氧化鈣替換出碳酸鈣,並同時還原吸收液,循環利用,是二氧化碳捕捉再利用的好方法,不需要額外能量就能將二氧化碳轉換成碳酸鈣。最後研發捕碳成鈣循環裝置,包含二氧化碳吸收槽,替換沉澱槽、吸收液還原槽,展示了在生活中捕碳成鈣的應用潛力。

山林間的璀璨珍寶 —— 黃鳳蝶

(一)黃鳳蝶是完全變態的昆蟲。其為溫帶性蝶種,馬祖的黃鳳蝶族群為一年多世代,以芹菜、茴香、胡蘿蔔、日本前胡等繖形科植物為寄主。 (二)黃鳳蝶是中型鳳蝶,軀體是黃色,腹部有黑色細縱線。翅膀底色也是黃色,上有黑色條紋及斑點,後翅末端有長尾突,後翅臀區有紅斑與藍斑,雌蟲體型與重量比雄蟲略大一些。 (三)幼蟲的成長速度與氣溫有明顯的關聯,在26.34°C時,最適合的幼蟲生長;氣溫越低,幼蟲的生長速度越緩慢;在28.66°C時,也會使成長速度略微變慢一些。 (四)蛹期的成長速度與氣溫有明顯的關聯,氣溫越低,幼蟲的生長速度越緩慢,當日期在11月15日之後,溫度低於19°C,蛹期竟然長達125天,以蛹的型態度過寒冷的冬天。

我把一段式馬桶變聰明了~改裝成任意控制無段式坐式省水馬桶

日常生活中,每日用水量最大宗的是如廁的沖水,在調查完得知本校六年級同學家中有兩段式省水馬桶的比例只有36.8%之後,發現改裝一段式沖水馬桶來省水,是很有意義的努力方向! 先研究一段式馬桶水箱的工作原理,再去大賣場衛浴專區收集並分析市面上各種馬桶省水方法的優缺點,進而研發出可任意控制無段式馬桶沖水量的改裝方法,是運用在鏈繩外面套支8mm硬質塑膠吸管,傳遞手指反推啟動桿的壓力可直達排水閥,就能讓無段式馬桶水箱達到隨心所欲的沖水境界! 整套的二段式省水馬桶是最省水的!然而,超過半數全國民眾家中仍在使用一段式馬桶的情況下,若能推廣改裝成任意控制無段式坐式省水馬桶沖水量的方法是有價值的、省錢、省時、耐用、好改裝!

我不搖擺喔!-魚尾船的尾槳擺盪與船速相關性探討

魚尾船是一個類似搖櫓船的科學玩具,設計上應用到曲柄與連桿,利用前軸曲柄來帶動後軸曲柄產生拉與推兩種運動狀態,使尾槳可以來回左右的擺動。我們發現尾槳擺動角度、尾槳處所裝的魚尾面積、魚尾形狀、魚尾柔軟度和魚尾尾鬚長度等條件會影響到尾槳擺動頻率、尾槳提供給船的推進力和船身前後歪斜程度,進而影響魚尾船船速的快慢。 尾槳擺動頻率會影響尾槳提供給船推進力的持續程度,尾槳推進力提供船前進的力量,而船身前後歪斜程度會改變船身與水的橫斷面積,進而影響船前進時受到的水阻大小。當尾槳持續提供給船的推進力與水阻兩股力量互相作用後,最後提供船前進的合力越大,則船速會越快。