全國中小學科展

生活與應用科學科

鈦神奇-二氧化鈦光觸媒的製備及應用

水污染是大家關心的議題,而光觸媒處理法是可同時處理水中重金屬離子及有機物的可行方法。根據文獻指出,光觸媒二氧化鈦接受紫外光的照射,產生電洞及電子;電洞在水中會產生活性氫氧自由基(OH‧),電子則產生超氧離子(O2-),便能夠分解有機物。另外,電子也可以還原重金屬離子。可是二氧化鈦會因為密度大於1而沉於水中,無法分解浮於水面的污染物。所以我們找尋適當方法,就是玻璃球與金屬鈦基底,使整體物質密度低於水。玻璃球提供載體可以回收,不沉入水中也不會擋到陽光;而金屬鈦則可讓二氧化鈦奈米管堅固地鍵結於其上,並非只是以塗佈方式沾附在物體上。另外金屬鈦也可保護玻璃球不因運送過程中堆疊、碰撞而破裂。

TheColors-光與顏色的關係與其在噴墨印表機上的應用

在國中理化中提到,紅、藍、綠三原色光,吸收、混合後可以合成其他顏色的光。但實際上,單波長光的顏色;以及課本實驗中,藍光照在綠色片上所呈現的顏色偏差(藍綠色,非黑色),便無法以此理論解釋。因此本研究計畫藉由 SP20 分光光度計能在可見光範圍偵測樣品對各波長光線吸收度的功能。捨棄光的三原色過於簡化的說法,以實際測量各有色樣品(濾光片、化學藥品、噴墨印表機墨水、實際列印投影片)所得吸收度曲線圖,重新解釋顏色的呈現。了解顏色是人類對光的感覺,而不是光本身的性質。並在完成對彩色噴墨列印樣品吸收度的基本測試後,設計以印表機、軟體、墨水顏色、濃度深淺為變因、交互搭配的 334組實驗,比較印出成品的最大吸收度比例與原先在電腦中設定顏色濃淡比例的偏差值,找出最能真實列印出顏色濃淡的組合,實驗結果顯示:印表機方面:HP 670C、Epson Photo EX表現最佳。軟體方面:CorelDRAW,Photoshop,Photoimpact 表現平分秋色。

啄木鳥跳跳緩降機

從研究中我們發現,齒輪及啄木鳥玩具「振動緩降」運動的原因,是因為圓洞兩側不平衡所造成。模擬齒輪的第一代平面式緩降器,有下降較快以及穩定性不佳的缺點,因此我們模擬啄木鳥玩具設計出第二代的彈簧式緩降器。但第二代緩降器搭載重物時會造成保麗龍腳座的圓洞凹陷與變軟,因此將腳座改用壓克力材質,而成為第三代緩降器,我們也發現圓洞黏貼軟木墊緩降效果最好。最後我們將第三代緩降器,成功改裝成搬運物品的「啄木鳥跳跳緩降機」,將 8 個雞蛋從 3 公尺高的爬竿頂端,完好無缺的運送下來。

誰來幫我餵魚?-節能自動餵魚器之研究

本研究是針對日常生活中的不便,而產生的創意研究。為了讓短期外出期間(5~7 天),能繼續餵養魚缸裡的小魚,以免魚兒們死亡造成遺憾,我們開始研究一個能自動餵魚的裝置。市面上現有的餵魚器動輒數千元,而且要另行插電,頗耗費能源。我們發現了魚缸裡濾水器的水流不停的留下來,應該可以利用它來推動水車,帶動齒輪的組合,幫我們減速以達到餵食的動作。更進一步的研究了會影響水車轉動的各種因素,從中找到能穩定運作的條件。例如:水車的葉片數、水車葉片與入水深度的關係、魚缸水量的蒸發量對餵食器的的影響......。最後我們製造出一個「傾斜漏斗式餵魚器」,它能在免用額外電力的情形下,幫我們在5~7天內餵魚,解決我們煩惱的問題。

智慧型回收標誌辨識系統

全世界都陷入與垃圾爭地的戰爭中,而垃圾中百分之四十都是可回收資源,如果能從未分類的一般垃圾中自動分離出可回收物,將可以大幅減輕垃圾量,並讓資源可以有效的利用。由於可回收垃圾絕大部分具有回收標誌,所以本系統以辨識回收標誌來自動挑出可回收垃圾,藉此減少人工作業,達到資源回收的第一步驟。我們所撰寫的辨識程式會自動偵測相機所拍攝的灰階照片,轉成二元值,以陣列儲存。為凸顯回收標誌的圖樣,我們將消除圖片上不必要的雜訊,並把小空隙填滿。接著才從殘存的圖樣中一一比對回收標誌的特徵條件,看是否有圖樣為回收標誌。辨識結果會經由 RS232輸出訊息給外部電路,以推動分類杆並亮出圈叉的燈號來顯示辨識結果,達到回收垃圾分類。

天下第一味~香腸配養樂多

這次實驗的目的是探討為什麼長輩們都告訴我們吃香腸時不要搭配養樂多,在查詢資料的過程中,我們發現硝酸鹽就是這個問題的關鍵,而不只是香腸,連爸媽、老師每天叫我們要多吃的蔬果中,也有很高的含量。透過我們實際的實驗,香腸加上養樂多確實會讓含量增多,但如果是搭配我們常一起食用的蒜頭則會減少許多,除此之外,我們模擬中國人的料理習慣中,常以蒜頭、薑等之類的香料來爆香,因此我們就拿這些香料搭配含量高的蔬果來試驗,果然蒜頭、?菜及蔥真的能讓含量降低很多,而用果汁的效果非常不好,所以我們建議在平時飲食中,也要多搭配蒜頭、?菜及蔥來食用,會對健康有十足的幫助。

「酵」一笑,農藥便知道-利用微型裝置,配合酵素進行蔬菜中殘留農藥的檢測

資料顯示:台灣農藥平均年使用量為3.8萬噸,而且有逐年增高的趨勢;換言之,台灣人每人每年吃下約1.65公斤的農藥!我們真的吃下那麼多農藥嗎?有機蔬菜真的皆不含農藥嗎?一般常用的清洗方法真的可以有效地去除農藥嗎?是否有較為簡便的方法能夠檢測農藥的殘留呢?於是我們展開了下列一連串的研究。

紫外線,不要抹黑我

炎炎夏日,防曬聖品又紛紛出籠了。但是,這些產品是否具有隔絕紫外線的能力,而可以達到遮陽防曬的效果呢?本實驗即針對此一主題進行深入探討。 我們的研究大致分為二部分:(1)以問卷調查方式了解台灣女性對防曬的需求情形(2)以E.coli存活率來表現不同防曬方法的效果。 在實驗部分,我們採用原核生物界的生物—E.coli(大腸桿菌)作為實驗的對象,它具有簡單、方便操作的優點,且此物種的細胞較不複雜,方便我們在實驗操作進行時能夠控制週遭環境以及各種變因的調適。 實驗結果我們發現:物理性防曬法普遍較化學性防曬法更有效果;而在市售具有PA值的化學性防曬產品中,其抵擋UVA的功效也有許多差異。另外,我們也測試了珍珠粉、蜜粉與奈米級TiO2對UVA的遮蔽功效。而由於照射到地表的紫外線以UVA為主,故我們的實驗皆針對UVA作探討,未針對UVB做研究。

空氣維他命(負離子)與電磁波之探討

本研究分成二部份。第一部份探討負離子,結果發現不同環境下正、負離子含量有很大差異,且負離子對植物及除煙均有正面效果。第二部份研究電磁波,我們測出了(1)各種電器在不同距離的電磁波強度,進而瞭解其安全範圍。(2)電磁波不利於綠豆生長。(3)手機電磁波實驗測出鋁箔紙、隔熱紙及備長炭布可有效隔絕電磁波50%以上,且隔絕物與電磁波偵測器的距離越大隔絕效果越佳。

SARS流行,您的口罩真的有用嗎?- - -各種口罩之性能探討

研究各種口罩之耐熱溫度、燃燒性、液體吸附、脫色能力、抗菌效果及表面防水性,並推斷出各種口罩性能之優劣點。