生活與應用科學科

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。

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。

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。

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。

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。

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。

為了處理燃燒金紙所造成的紙灰污染，我們從數種污染環境中尋找能夠生存於強鹼紙灰的微生物，藉由強鹼性培養基的篩選，在化學廢液回收桶與加油站土壤附近，分離出四種菌株(CS-W、CS-Y、PE-L、PE-S)，進一步發現與紙灰土共同培養後，其具有調降pH值之效果，在顯微鏡菌落、革蘭氏染色觀察和染色體定序後，判斷應為細菌，嘗試與金紙灰共同培養並於灰燼上栽種小白菜，發現其可讓種子發芽，經參考文獻與實驗我們推測其中參與的生化反應與代謝葡萄糖產生酸性物質，以及鉀離子代謝相關，本研究目的為利用細菌改造紙灰，使其成為可栽種植株之物質，增加了紙灰的利用價值性。

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。

本實驗以透明DVD光碟片、配合網路攝影機，自製一台可照相、攝影的分光儀，可用於檢測未知線光譜的波長。與已知文獻資料比較，我們自製的分光儀具有良好的可靠性與再現性，具有實用價值。焰色實驗在實際操作上並不容易看出明顯顏色、也不易分辨出相近顏色的色光究竟有什麼不同，本實驗也討論了焰色實驗操作的條件。配合自製分光儀，可區分出鈣、鍶在焰色上的差異。

我們從校園生態池出發，觀察水污染情形產生的問題並進行設計和研究。最主要目的在探討每日同學們所產生的各類污染源對生態池是否造成任何影響；所採用的樣本是生態池中種植最多的水芙蓉。研究的最主要發現是：洗碗精和洗衣粉對水芙蓉影響是最大的；其次是各類的肥皂。然而，天然肥皂和市售一般肥皂對水芙蓉的影響上沒有任何明顯的差異，原因可以進一步的探討。以天然池水和自來水做為對照組，可以發現相較於其它污染源，二者對水芙蓉成長沒有負面的影響。我們希望提供我們的研究結果給學校參考，也希望大家注意到使用這些清潔劑時，應有的態度和所需注意到的問題。