生活與應用科學科

本次的實驗探討寶特瓶空氣炮在不同的控制變因下，本實驗控制空氣炮的炮身長度、孔洞數量多少、瓶蓋孔徑大小、不同的氣球長度等因素，發現空氣炮所發射出來的威力範圍和形狀各有巧妙不同，後來也發現寶特瓶空氣炮在教育方面可以運用在科學遊戲上，比賽聲音大小、玩射擊遊戲等；在生活方面，可以運用在創意門鈴、創意喇吧、聲音密碼傳遞等。

本研究主要的目的在設計一套能自我調控而且能夠遙控的魚菜共生系統，並比較不同的魚種和蔬菜在魚菜共生系統中的表現。 實驗結果顯示Arduino Yun微處理器可以輕鬆解決我們交付的任務。伺服馬達自動餵食器可以解決主人不在家或忘記餵食的困擾，但太陽能電板受限於天候，只適合陽光充沛的地方。Arduino Yun WiFi模組功能強大，可以隨時將監控的資訊上傳到網際網路，方便主人隨時監控魚菜共生系統，將物聯網的精神發揮到淋漓盡致。 最後我們比較不同的魚種和蔬菜在魚菜共生系統的表現，結果顯示：龍鯉對蔬菜的成長幫助最大，其次是玉如意和吳郭魚；蔬菜成長方面：鹿角萵苣成長最快速，其次是綠羅曼和大陸妹。

本研究旨在設計一個可以自動化控制以調節恆溫的溫室裝置。我們利用樂高電子積木 Mindstorm 系列的積木先組裝成履帶形式的升降裝置，再將透明盒蓋結合在履帶上，因為樂高電子積木的馬達可透過齒輪帶動履帶將盒蓋作升降動作，另外再以 Mindstorm 的圖像化設計介面寫出可判斷溫度範圍的控制程式，以溫度計作為感測溫室內溫度的感應器，並將所偵測到的溫度數據交給程式去執行判斷，就可以將模擬溫室的盒子內維持我們需要的溫度範圍。

「太陽能熱水器」因為價錢昂貴，推廣不易。我們發現『水桶裡的水曬太陽後，可以變成熱水洗澡』。於是嘗試改良容器、蓋子的材質，並利用溫室效應、鏡子反射光等方法增加水溫。希望找到省錢、好用的洗熱水澡方法。根據實驗，我們得出下列的結論：1. 容器使用塑膠水桶，蓋子使用淺色垃圾袋為最安全、水溫又高的方法。2. 包了垃圾袋水桶的水溫上升原因有二：(1)防止熱對流散失(2)溫室效應增溫，因為藍色垃圾袋能阻擋紅外線。3. 外罩壓克力箱有加熱和保溫效果。桶子內、外放鏡子都有加熱效果。4. 利用此方法洗澡，一戶家庭一年約省下4400 元的天然氣費！

水產養殖場以打水車攪動液面，目的為增加溶氧量，然而有下列缺失：1 .打水車只在液面翻動，養殖池底部無法充分得到氧氣。2 .空氣氣泡體積大，氧氣停留在水中的時間很短暫。3 .打水車機械裝置易損壞，常常需要維修。4 .水車要不停轉動才能維持高含氧，必須消耗大量電能。為改善以上缺失，我們利用白努利原理，讓水流快速通過「微泡泡水機」中，在管內產生負壓將空氣吸入，並經由漸擴的管子使空氣與水混合生成細微泡泡。而且水的流速越快，「微泡泡水機」內的壓力越小，形成的氣泡就越細緻，除了溶氧量增大之外，氧氣存留在養殖池水中的時間也越長，就越能節省電能。

利用生活可見的水電五金材料組裝設計精油蒸餾器和精油分流器，來提煉精油並運用精油於生活中，本研究所設計的「自製精油蒸餾器」在加熱出現液滴的效率方面（第一滴液滴所花時間的倒數），是「實驗室制式蒸餾器材」的四倍，並且可以在較短的時間產出量相近的精油量。透過「自製精油蒸餾器」，本研究成功提煉出四種精油，分別是柚子、檸檬、柳丁、樟樹精油，精油提煉的材料是收取菜市場榨完果汁丟棄的果皮、營養午餐食畢的果皮、以及校園中樟樹葉，可以說資源再利用，提煉出最環保的精油。本研究也嘗試將精油運用於手工精油皂，有不錯的效果，未來可嘗試運用本研究所設計的「自製精油蒸餾器」來提煉更多種類的精油，或開發精油的運用。

機車排放廢氣是我們在路上隨處可見的空氣污染，許多機車騎士都有戴口罩，但戴口罩到底能不能真正阻隔機車所排放的廢氣？便是本研究想探討的重點。我們借用環保局檢測機車排放廢氣的儀器－HORIBA 來進行實驗，結果發現：活性碳口罩確實比一般棉布口罩的阻隔效果來得好。但因活性碳口罩較貴，又不能洗滌，使用期限短，我們便用便宜的棉布來自製口罩，並加上生活中隨手可得的物品以增加其阻隔廢氣的功能。結果竟發現了咖啡渣的棉布口罩其阻隔效果竟比活性碳口罩來得好，這個利用泡過的咖啡渣做成口罩還很環保呢！選用口罩除了考慮阻隔力以外，還應考慮透氣度。本研究發現活性碳口罩不論在阻隔力或透氣度上都有很好的表現，紙口罩雖然阻隔力佳，但透氣度差。以上結果可供消費者在選擇口罩時作為參考。

看到大賣場販賣區吊一塊很大的的廣告，其內容是TM的最新產品名叫「TM大力膠帶」，廣告布條裡面在推銷這個膠帶的黏性有多神奇。於是大家想要用科學的方法來證明是否有如廣告上所說的有超強的黏性。 實驗結果發現，膠帶的黏力可以分為最初黏力與最終黏力，不同使用目的的膠帶這兩種黏力會不同，研究發現，大部分的膠帶最終黏力會大於最初黏力。膠帶與不同接觸面貼合時，其最終黏力會因接觸面的性質不同而不同，因此使用膠帶前要先對物體表面的材質有所了解，才能選用最適合的膠帶發揮最大的黏力。 研究也發現，膠帶在70℃的溫度內其黏力變化不大，表示膠帶在台灣這樣炎熱的環境下使用對其黏力不會有太大的影響。本組研究也發現，若是膠帶與物體貼合後，在膠帶上施予正向力，有助於提升黏力。

本研究利用雷射光、光感測計、偏振片、齒輪及馬達組裝成一個簡易、精確且可接於電腦的數位旋光度計。我們先藉由Arnao研究的ABTS/ H2O2/HRP分析系統，以不同濃度的維生素C與延遲時間畫圖作為標準曲線來測量總抗氧化活性，並比較奇異果、火龍果、聖女蕃茄、加州李四種水果，以微波、水煮及油浴三種方式測得熱處理後抗氧化活性的變化趨勢。之後，我們再利用自製旋光度計來求得水果經過熱處理後的旋光度與熱處理時間之關係。研究顯示，經熱處理後，此兩種方法有一致的趨勢，所以證明了我們成功地開發出一種可以利用旋光度來測定抗氧化的新方法。最後，我們進一步將此裝置應用於真假蜂蜜的檢驗，同時利用物質旋光度具有加成性，建立一套方法來計算蜂蜜中蔗糖、葡萄糖、果糖的含量。

水晶土，又稱水晶寶寶，可吸收相當於自身重量幾百倍的水，我們發現，它的膨脹和浸泡的水質有很大的關係，尤其是含有鹽份的水。目前應用在衛生用品，如嬰兒尿布，尿液中含有鹽份，水晶土一旦吸收了，膨脹的程度並不會太大，符合使用的原則。據本實驗結果發現，將水晶土作為保冷劑可以方便的利用在生活上許多地方，當我們發燒或中暑時，可以把它敷在額頭上，也可以用來保存食物，夏天時，可以利用保冷劑讓自己涼快。將水晶土作為精油香包，大約可以維持三天到七天，而樟腦油香包可以驅蚊，又方便攜帶。將水晶土作為除濕劑，可讓鞋櫃及衣櫥保持乾燥，減少鞋子及衣物發霉，和一般除濕機或市售的除濕劑相較，比較具有經濟效益。