自然科

本研究是想要了解染料敏化太陽能電池的特性及構造，並且嘗試探討影響電池發電量的因素。研究發現，pH3.5水溶液最適合用來調配二氧化鈦懸浮液，以塗抹出均勻的薄膜，。我們也研究如何製作出均勻的膜及萃取出植物中的花青素，並探討了「膜厚度」、「浸泡時間」和「染料種類」對染料敏化太陽能電池發電量的影響。更試著用日常生活中常見材料來取代實驗所需要的醋酸、二氧化鈦和碘溶液，讓染料敏化太陽能電池更容易製作。

我們的實驗目的主要是探討蠟燭在打洞的塑膠瓶中如何延長燃燒時間？進而製作氧氣量控制器以持續供應氧氣，找出瓶外空氣與瓶內二氧化碳的對流方式，確認我們推論是否合理。經實驗發現，橫列和縱列上的洞數越多、縱列的數目越多，蠟燭的燃燒時間越長、同一縱列時，一個洞：開上、二個洞：開上中，蠟燭燃燒時間較長。最後並由實驗證明空氣容易由開中的洞進入，二氧化碳則由開上的洞離開，以形成氣體對流。

一年來我們在校園、野外尋找蝸牛並請教專家，陸續飼養了斯文豪氏大蝸牛、非洲大蝸牛、青?甲蝸牛、臺灣大山蝸牛等十四種並觀察其生活史，更將各種蝸牛的習性拍攝下來做成完整紀錄。我們先進行資料收集並印證了書上的資料：包含了蝸牛愛吃新鮮菌菇、含鈣質食物使蝸牛外殼成長快，不喜歡強光的環境，只能辨識明暗、對比等。實驗中我們更發現書上沒有提到的知識：包含了蝸牛黏液幾乎都是弱鹼性，在愈粗糙地面爬行時，黏液分泌愈多，觸角點地的次數也愈多等。蝸牛爬行的表面粗糙度、坡度都會影響爬行速度。蝸牛想要遠離不適合環境，會表現出較強的活動力 。我們也以物理方法尋找殼的重心，並發現殼的形狀會影響重心的位置，而腹足長度不同，力矩也不同，所以殼的形狀、腹足長度都會影響殼翻轉的時間。

本研究在安全環保原則下，探討萃取紅蘿蔔螢光物質的最佳條件。在自製暗箱內尋找最佳觀測螢光條件，用相機拍攝記錄，並研究濃度、溫度、陽光和放置時間對螢光強弱的影響。我們用水果紙箱自製觀測螢光的暗箱，並以黑布遮光。而找到最佳觀測條件是紅蘿蔔螢光樣品裝在圓形玻璃試管，紫外線燈油試管下方往上照射最佳，相機在正前下方拍攝記錄效果最好。最佳觀測條件是紅蘿蔔（公克）：水（毫升）：油（毫升）＝1：1.5：0.8 的比例最好，萃取時使用沙拉油，萃取過程中加熱 20 分鐘最好且節省能源，而油層才有螢光物質存在。最後我們探究濃度愈高的紅蘿蔔油層溶液，螢光愈強。溫度對螢光也有影響，溫度比室溫高，螢光愈強，溫度比室溫低，螢光愈弱。如果放在陽光下照射，會使螢光物質減弱。而在室溫下紅蘿蔔油層溶液放置時間愈久，螢光也會慢慢減弱。

因為學校收留一隻流浪狗，引起我們研究小狗以尿液的味道標示地盤的興趣。我們在幾個月的研究中，跟部落裡面幾隻小狗培養感情，帶出去實驗觀察。我們發現公狗和母狗排尿的次數﹑行為姿勢均不相同，公狗會抬腿尿尿標示地盤，母狗則不會。公狗會受到其他公狗尿液味道的刺激，引發公狗排尿。甚至人類的尿液也會讓公狗有地盤被入侵的感覺，引發公狗排尿標示牠的地盤，但是小狗的「糞便」雖然也會刺激公狗的反應，但是不會引發排尿的行為。公狗的領域性也和體型有關，體型小的公狗（如小黃）不會把陌生的環境標示為自己的地盤，不敢隨便尿尿。體型大的公狗（如拉不拉多）領域性比較強，不管環境陌不陌生，都會占據為自己的地盤。另外大型犬拉不拉多和小型犬小黃的地盤爭奪戰中，初期大型犬總是比較強勢，但是小型犬也會越來越勇敢的去維護自己的地盤，非常有趣。

酵母菌分為麵包酵母和酒麴酵母，大致呈橢圓形單細胞的形態，有一點點異味。酵母菌發酵時需要有糖，但是糖的濃度增高，發酵速率不一定增高。不過酵母菌濃度愈高，發酵就會愈快。酵母菌發酵時最喜歡在新鮮的環境中，所以蔬果汁愈新鮮，發酵的速率就愈快，另外，用來發酵的蔬果汁如果煮過了，就會破壞促進酵母菌發酵的物質，發酵的狀況就比新鮮時還差。如果把酵母菌放在酸性、鹼性及含鹽的溶液中，是不適合酵母菌生長的，但是放在沙拉油裡面，卻不會抑制酵母菌的發酵。而有酵母菌的地方，黴菌是不容易生長的。

利用洗米水洗碗並不能把碗盤洗乾淨，其中所含澱粉的去污效果並不好，往往是靠刷洗的動作把大部份的油污去除。在實驗中，我們發現了澱粉和少量蛋白質混合後，再加入少量小蘇打粉之後的水溶液竟然可以大大改善洗米水的去油能力，同時只要少量的水就可以沖洗乾淨，因為用量少，所以花費也低。我們還發現煮麵水、煮水餃水等效果也都很好，這樣不但可以回收這些食物廢水，同時又能省水、省力、省錢又不擔心洗潔精殘留，真是一舉多得。

近幾年來，果汁飲料盛行，且標榜著含有豐富的維生素 C。維他命 C 是我們生活中所必須攝取的營養素之一，同時也是人人皆知的美容聖品。但究竟這些果汁飲料是否真的與新鮮水果一樣含有維他命 C？而檸檬是不是維他命 C 含量最豐富的水果？以及維他命 C 會不會受溫度改變而被破壞呢？希望透過收集資料及進行實驗後，對各種水果及果汁類飲料中維他命 C 的含量有更深一層的認識。同時，也提供資料給需要攝取維他命 C 的人與常喝果汁飲料的人作為參考。

颱風草葉片的摺痕到底和颱風有沒有關係？摺痕的形成原因又是什麼？經過長期的觀察記錄，我們比對分析大氣溫度、溼度、氣壓這三項因素後，結果發現：摺痕的生成與颱風的侵台並沒有關聯。另外我們也測量了照度、土壤溫度及土壤的酸鹼值，也找不出與摺痕生成的關聯性。我們也發現：生長在不同地點的颱風草，每一株葉片的摺痕數不一定相同、而同一個地區的颱風草，不同株的葉片的摺痕數也不一定相同，甚至連同一株的不同葉片也會產生不同的摺痕數。但是，無論是不同地區或相同地區的颱風草，每一株的每一片葉片的葉尾都有一道較淺的摺痕，這是颱風草的遺傳特徵。至於有些颱風草的葉片會出現較深且多條的摺痕，有些是包覆著花苞的葉片，在生長的過程中，隨著花苞的成熟長大而受到擠壓。當與花苞分離後，長成的新葉，葉片上自然留下較深且多條的摺痕。其它沒有包覆花苞卻仍有較深且多條摺痕的葉片，則是受到同株其它葉片的包裹，限制了生長的空間，擠壓所造成的結果。

阿嬤挽面是一件平凡的事，大家都不會去在意。可是這一次我和同學陪阿嬤去挽面，發現了許多問題：奇怪！細細的縫衣棉線怎麼在師傅巧手下，變成一具可以拔毛的科學工具，真是不可思議。棉線怎麼可以拔毛呢？在我們的實作中，發現它是利用棉線的交叉打結，把臉上的細毛夾住，手指再用力些，棉線就會扭轉，把夾在棉線的細毛拔起來。這些都是巧妙的用力，是自然與生活科技中的相關問題。我們利用簡單的材料，設計、製作實驗台，從操作中我們發現挽面棉線的材質、棉線的粗細、棉線交叉打結的次數；和模擬細毛的線的粗細、材質、固著力以及抹在面上的粉末，都會影響挽面的難易度；更重要的是解決了我們對阿嬤挽面中的各項疑問，不過最開心的是自己也學會挽面的方法。