生活與應用科學科

本研究在探討熱能與電能之間的能源轉換，並製作出免插電之可供USB電的陶瓷香精燈。 實驗材料選用廣泛利用於醫療、冷藏箱、飲水機的致冷晶片，研究過程發現利用水降溫及並聯晶片能增強效能，研究結果製作出熱源電池模組，測試電量發現 : 與行動電源沒有差異，並結合USB增壓模組替3C電子產品充電。 適逢2015年兩次尼泊爾大地震與台灣歷年山難，發現人們在緊急事件中，身邊電力與電池已經失去作用，3C產品無法發揮聯繫與定位功能。本研究產品，USB陶瓷香精燈，可提供居家的緊急災難準備、荒野露營或是臨時找不到電源時候，只要點根蠟燭與100cc的水，USB香精燈就可以為智慧手機充電。 USB陶瓷香精燈，進一步可配合政府推廣(陶瓷)文化創意產業與廢能回收裝置發展。

躲避盤運動是時下國小學童流行且愛好的體育活動，兼顧安全性和趣味性，然市售版躲避盤價格昂貴，非小學生易購得用品，所以我們希望能利用簡單易得、便宜的素材，自製能飛行9.5公尺以上且兼具準度，又能丟擲上百次的躲避盤。 首先，我們解析市售版躲避盤的結構設計，進行影響躲避盤飛行變因的探討，發現躲避盤飛行的奧秘和自製躲避盤的適宜規格比例，並依此發現親手縫製躲避盤。然後，我們尋得創新躲避盤的依據-「在盤面中心加上絲繩以得穩定效用」。最後做出創新版的自製躲避盤，並經由實測證明，我們自製的躲避盤能符合躲避盤活動的各項需求且較市售版擁有更好的準度。

在日常生活中可以遙控的家電有許多，例如：電視機、冷氣……。而這些家電的遙控器有些大小就如手掌般大，有些卻只有幾根指頭大，一不小心亂放，就有可能遺失，為了改善上述缺點，因此本專案研究嘗試利用智慧型手機的App結合Wifi及乙太網路的功能，把所有的遙控器濃縮結合在一個手機App程式中，並進行了探討，藉由實作設計實體機構及電路，得到了下列結果： 一、 利用智慧型手機結合Wifi及網際網路，可進行遠、近距離遙控家電是可行的。 二、 利用Arduino模組連結Wifi及網際網路接收訊號，輸出指令及遙控碼至紅外線發射電路，達到一機整合便能方便控制家中具有遙控器的家電及設備。 三、 藉由小組改良傳統紅外線單一發射LED，改善傳統遙控器單一方向的缺點。

科技的主要目的是在改善人類及各種生物之生活。本研究的目的即是建立助行步態的分析，並發展可控式輔行設備，藉著此一智慧化輔具，改善長者或傷患的行動能力，使其不畏於行走，並對其復健、社交生活有所助益。 該可控式輔行設備使用磁流變液煞車器以即時提供最佳阻力，控制輔行設備速度。輔行設備上亦設計有力量感測器、傾角計、轉速計，可以感測使用者的行為，提供適當的信號以隨時調整輔行設備之阻力。研究中對長者步態進行量測與分析，建立各感測值與步態行為之關聯性，並找出關鍵變數來預測步態，依此建立輔行設備的控制邏輯。藉由整合煞車器、感測器與控制邏輯和人機界面，建立可控式輔行設備，大幅提高使用者之安全性與便利性。

羊蹄甲的果莢有漂亮的螺旋引起我們的興趣。 我們除了收集各式各樣螺旋果莢進行分析，也將果莢浸水切片成各種不同紋路的方向，再利用烘箱進行實驗，我們得到的螺旋主因是：果莢中的纖維紋路方向是斜直線，果莢乾燥時紋路相互靠近產生密合的力，及纖維變短產生收縮的力，此兩組力量同時作用造成螺旋，並利用彈性膠帶模擬纖維的力反覆實驗來印證。 我們也利用鋁箔紙（兩面材質不同）模擬果莢外型進行實驗，探討果莢彎曲度、腰身等對螺旋的影響。 最後，我們設計出與常見單螺旋樓梯不同的『DNA雙螺旋樓梯』，它類似兩條單行道，上下行走不會相遇錯身。我們還設計出『螺旋週期表』，比起平面週期表，更強調每一原子接連不斷的循環特性。

本實驗旨在以簡單的化學電池，使用水耕植物的培養液體作電解質，代替植物工廠的電源裝置，達到節省能源的效果。首先測試增加光照時間是否可以促進植物生長，在經過多次測試及嘗試栽種水耕植物的實驗，增加光照時間確實可以讓多數植物加快生長速度，對於產能可以有所提升。 利用各種不同電極進行組合，選取其中電位差較大的電極組合，連結LED組，經過最長8小時放電的測試下，都能持續維持LED之亮度。最後在測試補充培養液中鋅離子的實驗中，約放電4小時，即可達補充鋅離子之濃度。在考量溶液內金屬離子的濃度，改以其他效能更好的化學電池(如燃料電池)或配合植物工廠配件，開發新裝置，可以讓植物工廠提高效益，達到節能之目標。

本科展利用震動材料，嘗試做出一個震動手持裝置，期待手抖症狀的人配戴後能降低手抖，使配戴者有穩定的雙手重拾更好的生活。 我們測試不同型式和轉速的馬達、改變電壓、增加馬達、增加重物，嘗試找出可能減少或干擾手抖的方法；發現重物抑制震動的效果不佳，也發現震動馬達會干擾原來的震動。實驗後期我們做出並比較幾款穿戴式的減震裝備，並選出一款最佳手持裝置供親人實際感受。 工作7個多月，仍然無法做出完全降低手抖的裝置，因此截稿送件後仍然繼續重組各種零件，期待能組合或創作出更好的減震手持裝置。 震動感測模組已經設計完成製作與測試，期待可以組合減震裝備與感測模組，以便完成智慧型的減震手持裝置。

造紙廠在生產製程中會產生紙漿污泥，而污泥的特性為高含水率、不易脫水、短時間內容易發臭(主要成分包括碳、硫)等缺點；但分析熱值(平均值2,800~5,000 kcal/kg)後，發現它高於一般有機污泥(如下水道淤泥)等。2013年發生油安風暴，國內廢食用油無處可妥善處理，本設計基於回廢生能的觀念，將紙漿污泥及廢食用油兩項造成環境污染的燙手山芋加以結合再利用;先以紙漿污泥與廢食材黏結混拌再成型等程序、投入廢食用油中進行脫氧改質反應，發現含水率明顯降低且高於一般固態衍生燃料(RDF-5)熱值範圍(3,500~5,000 kcal/kg)與煤炭熱值相當、且能長期保存、高燃燒效率、燃燒後殘餘物質可做為土壤改良劑、降低污泥清除處理費用，具回收能資源價值與降低污泥乾燥所需的成本支出…等眾多優點。

本研究以在地芎林鄉鹿寮坑特色橘類「海梨柑」為探討樣本，在不同溫度及時間下，利用不同溶劑-水和酒精，進行植株不同部位-皮、葉、枝的萃取，以碘滴定法與DPPH清除率測試萃取液的抗氧化力。由實驗結果得知:抗氧化力以皮＞葉＞枝。而不論在皮、葉、枝，均以水萃的抗氧化力優於酒精萃取，且高溫萃取較低溫萃取佳。我們選擇最具抗氧化效果的高溫(100℃)、水萃、4小時、海梨柑「皮」之萃取液，進行稀釋及冷凍(-20℃)保存之抗氧化測試，結果可知稀釋後的萃取液之抗氧化力具有濃度趨勢，且在冷凍保存6週後，抗氧力只下降約1/5。最後，將其應用在海梨柑化妝水的配置，約相當於50ppm維他命C的抗氧化能力且有著淡淡的橘皮香氣及溫和(pH5.5)不刺激皮膚的優點。

原先是從同學所戴的變色鏡片，引發我們對光致變色染料的好奇。本來以為變色染料像水彩能調配出各種顏色，要是用來畫照光變臉的圖案，一定會很有趣。於是便針對：變色染料種類、濃度對色光、UV光透光等變項設計實驗，發現 1.各色光對染料變色影響：UV>藍>綠>紅；染料對色光反應：藍>紅>橙>黃 2.變色染料能被酒精類的液體溶解成透明塗料，可增加染料的應用 3.利用色粉對不同光特定的變色反應，發展出UV光感應器 當發現塗料無法變透明時，原本很洩氣，幸好沒放棄，才意外試出甲苯溶解的配方，並成功設計出UV感應器！測試發現：能測各強度UV光，過程中不耗電。沒想到只是應用所學，堅持到最後，竟設計出實用發明，讓我們終於體會到科學研究的艱辛！