生活與應用科學科

本實驗是以甲殼素製成出的幾丁聚醣、水膠作為實驗對象的研究，將其應用並將實驗成果帶入生活之中。在此研究中，藉由不同重量百分濃度的弱酸與不同重量、顆粒大小的甲殼素反應做出我們所需要的水膠，因天然交聯劑(Genipin)能使分子結構變緻密，加入天然交聯劑，來測試添加Genipin與否所製成水膠性質與效能的差別。 首先，調控製程條件合成出數十種水膠，加入磷酸鉀，烘乾製得成品，測得合成水膠的吸水性及飽水性。因全球暖化危機，我們設計了植物在水膠上成長情形的實驗，在富含水的土壤上，混合水膠，測量不加水能夠使綠豆持續生長幾天，並觀察綠豆的生長速率來判斷吸水度及飽水度，藉以了解所合成水膠是否能應用於我們所追求的綠色建築目標－會呼吸的建材。

本研究是利用日常生活中常見的咖啡渣和茶葉渣做為肥料，去觀察豆莢類的綠豆，以及葉菜類的油麥菜、小白菜生長過程的變化，我們利用三種不同的咖啡渣和三種不同的茶葉渣來做為肥料，找出哪一種肥料具有較高的養分，可以幫助綠豆、油麥菜和小白菜長得較好，又能防止菜蟲的侵害。實驗結果發現，以茶葉渣做為肥料的植物長得最好，尤其是綠茶渣最好，甚至勝過化學肥料。在防蟲方面，咖啡渣的效果奇佳，茶葉渣在防蟲方面卻沒有任何功效，而且比施化學肥料的植物蟲害還嚴重。

本研究藉由浴室滑倒的例子，結合國小課程「摩擦力」與文獻資料，探討浴室地板、室內鞋和水溶液等三大因素，並交叉組合測量摩擦係數大小，試圖找出最防滑的搭配。研究發現乾燥的環境最為安全，潮溼環境和平滑的浴室地板都比較危險，尤其在佈滿潤髮乳的地板和含水溶液的光亮磁磚地板上，室內鞋的防滑效果有限，不能過度依賴。我們有以下建議：一、浴室採用乾溼分離設計，以減少溼滑的地板面積；二、使用水溶液將增加滑倒風險，使用完畢應沖水潔淨並擦乾地板；三、浴室地板應該使用具有凹凸不平的防滑磁磚；四、慎選浴室防滑拖鞋的種類，以塑膠硬底鞋的防滑效果最佳，紙質室內鞋容易滑倒，需要特別小心，並且不要過度依賴廠商宣稱的浴室拖鞋防滑效果。

本研究是利用「熱聲效應」來探討聲波冷卻的原理，並製作一個簡單的聲波冷卻裝置，而此裝置分別由揚聲器、共振管、片堆及熱交換器等四個主要部分所構成，並利用聲音編輯軟體讓揚聲器產生所需的頻率之聲波，讓共振管內產生共振駐波使工作氣體能作壓縮及膨脹，並且在片堆內能將聲能轉換成熱能以達到降溫的效果。本研究針對不同的聲波頻率、片堆間隙及熱交換器高度來探討聲波冷卻的效率。研究後發現下列幾點：一、聲波頻率愈高並不能提升冷卻的效率根據聲波冷卻的原理發現工作氣體在進行熱交換循環時有一定的週期時間，當聲波的頻率愈高則工作氣體進行熱交換的週期時間愈短，反而無法有效的進行熱交換使得冷卻的效果降低。二、片堆的間隙大小與共振管內的工作氣體性質及聲波頻率有關本研究的片堆間隙是以 357 Hz 的聲波頻率計算而得，並根據聲波冷卻的原理將片堆的間隙的大小設計成接近四倍的熱滲透深度。經實驗的結果發現在 357 Hz 的頻率下，片堆間隙愈接近四倍的熱滲透深度時所得之冷卻效果愈佳。三、熱交換銅片的高度愈高其冷卻效果愈好本研究在加裝熱交換器的實驗結果發現，於相同的片堆間隙及聲波頻率的條件下，高度較高的熱交換器之冷卻效果確實會比高度較低者佳。

本文旨在研究螢光棒內的物質對於生物的影響；選擇以蝦的胰臟細胞、B.cereus,S.aureus, V.damsela, Streptococcus, E.coli, V.alginolytious, A.hydrophia 等七種細菌及三斑鯛魚、斑馬魚等作為生物的代表，在實驗室內培養細胞及細菌並觀察螢光棒的內含物是否會抑制細菌的生長、細胞及生物個體的生存．當我們每每在電視上看到無數隨歌手節奏舞動的螢光棒，在一場大型演唱會後被隨意丟棄，我們便不禁自問，它們是否有被適當的分類及處理呢？在對七株不同的菌株進行不同濃度的抑菌圈實驗以及將不同量的螢光棒內含物加入蝦胰臟細胞培養液共同培養後得知，僅要微量的螢光棒內含物質，便可以對上述兩種對象產生相當的損害以及影響；接下來，我們還將以三鯛斑魚及斑馬魚的魚苗來進行生物個體的實驗．然而以目前的結果可初步得知，以一般的掩埋及焚燒法來處理螢光棒，可能不是一項明智的舉動，有待政府相關機構來深入研究，並提出更好的解決之道．

多數的手擲機都是以珍珠板或紙張為材料，鮮少以巴爾沙木製作手擲機。因為木製飛機最大的缺點是易摔壞、製作繁瑣。本實驗研究目的是在尋找如何製作簡單且不易摔壞的木製手擲機。為了探討手擲機如何發射可以直線飛行較遠和滯空飛行較久，我們製作可以調整仰角、旋轉角度的「發射台」，用以測試飛機的飛行路徑。為了研究何種機型是最適合的手擲機，我們改變飛機的大小、機型，甚至改變主翼的形狀、上反角的角度、上反角的切割比例、機頭的長度比例等，探討最適合的手擲機結構比例。最後為了研究手擲機在室外有風時，風向、風速、飛行路徑的關係，我們改變手擲飛機與風向的角度，探討最適合手擲飛機與風向的角度。建議可以應用到教學、運動、科學比賽。

市面上有許多省水器材，我們研發的環保水龍頭省水效果更佳。學校要求進行營養午餐前需先洗手，校園中高年級男生洗手用水量普遍比女生較少，但仍需1 公升以上的水量，若於學校安裝省水龍頭則可達到省水效果，以集中式水柱且噴霧的省水頭效果最佳，約需480毫升水量。利用自製環保省水龍頭可達到比噴霧式省水頭更好的省水節能效果，僅需約300毫升水量即可洗淨手。在製作環保水龍頭時，應注意進氣孔的位置及大小，以製作於瓶蓋且口徑等於出水吸管為佳。可利用凸出的出水管來控制流速，出水管愈長，流水量愈大。環保水龍頭是利用環保材質自製而成，花費少，再加上安裝方便，將水管接上水龍頭即可，是個值得在校園中推廣的節水方式。

我們首先從滴水引泉中了解什麼是虹吸現象，探討虹吸現象的操縱、變因；從實驗中觀察水管設置的高低、水流的時間、壓力等各項變因對虹吸現象影響。以及〝不可貪心的魔術杯〞的實驗中，探討倒入杯中的水，如何流出和影響的變因，發現流出水量與彎管在液面下的深度有關，因此可以控制每次流出的水量。我們經由腦力激盪式的討論，又發現它的應用價值，於是我們藉由滴管孔徑大小控制時間間隔，不可貪心魔術杯的彎管控制流量，利用保特瓶設計出第一代的簡易定時定量澆水器。再由實驗記錄和學習單所獲得的經驗，經討論後又設計了更省水、更便利的自動澆水器；結合馬桶、定時開關和抽水馬達等設備，完成第二代的每日定時定量自動澆水器，可應用於定時定量自動捕給冷卻用水或澆花用水，可以簡易完成一週定時定量澆水的工作，若有多餘的水，仍可循環再度使用；特別在種子發芽、小樹苗的培育階段、或冷卻車胎或機械車床等之補給用水。讓澆水工作也能自動化的均衡一下，讓幼苗吸收最適當的水分，長得更健康。

淤泥的處理和再生能源的議題近年來大受重視，本研究首先利用校園生態池底泥自製微生物燃料電池（Sediment Microbial Fuel Cell，SMFC），進行前置實驗，確認此裝置可產電且電壓為泥土中的菌所產生，才能進行接續的探討。在前置實驗中，我們進行新舊土、陰陽極中間的隔層材料的電壓大小比較，進而找出發電效率最高的設置條件。根據前置實驗的結果，我們改良裝置，結合魚缸和底泥微生物燃料電池，設計出一個會發電與自循環的小型生態缸，並分別針對魚種、電極種類、電極表面積、底泥種類、添加硝化菌進行電壓大小或菌數的比較，並以串連方式提高電動勢，結果發現利用底泥微生物的確可作為生態缸的發電源，且不影響魚的生存，未來將可應用在發展發電與自循環的魚缸上，也可擴大應用範圍至野外溪流與湖泊。

掃描器用久了，各項元件難免會老舊，掃描出來的影像色彩與原稿有不小的差異，或許可用色彩管理軟體來校正掃描影像與原稿間的色彩差異，但是其價格昂貴，非一般使用者可以負擔。本篇研究以便宜的標準色彩導表，配合使用多項式迴歸分析法發展出針對掃描影像的色彩校正方法，無論從理論數據上的探討以及實際影像上的測試看來，我們的方法確實有效，能讓原有的色彩較精準地重現。