生活與應用科學科

老師曾說：「酒精能殺菌，主要是利用酒精引起蛋白質變性，導致細菌或病毒的死亡。」加上學校午餐總會剩下許多剩飯，這讓我對「酒精發酵」產生興趣，想進一步探討研究。 我們以微生物進行米飯發酵，蒸餾出酒精，並測量濃度，作為米飯發酵力優劣的標準。接著進行不同菌種、不同糖量、不同米麴菌量、不同溫度、不同米量和不同發酵天數對米飯發酵力的影響等實驗。發酵後的酒精，還製作出消毒酒精、料理米酒、水果酒和燃燒用酒精。最後，進行簡易蒸餾設備的改良，大幅提升蒸餾酒精的濃度。 實驗結果，以米麴菌進行發酵最好，酵母菌效果最差。此外，適量的糖有助於米麴菌的發酵力，增加米麴菌量和米飯量，並在高溫的夏天進行發酵，更能提高米飯發酵力。

『懂環保、愛地球』已經成為現代社會的潮流，報紙又出現農委會收購產量過剩的蔬果，將盛產的蔬菜廢耕當成綠肥，但實際上綠肥的效益卻很低，透過檢測蔬果與農作廢棄物中是否含有多醣體？找出新的應用設計這個實驗。研究結果發現：蔬果含無色、透明的多醣體，如紅山藥、火龍果莖、米糠等。利用多醣體的條件可以應用在我們的萃取實驗上，依照分子量大小不同來析出，為了減少我們在萃取多醣體時的成本，將探討多醣體用酒精沉澱的最低濃度，而且分子量和此實驗也有關係；還可進一步用吸水力比較實驗觀察到火龍果莖多醣體的吸水力大於蘆薈多醣體。最後將多醣體粉末回溶應用在切花保鮮、植物保護、人體皮膚保溼實驗，發現火龍果莖多醣體在皮膚保溼有顯著效果，火龍果莖是含多醣體最具應用潛力的材料，期許能廢物變黃金，創造經濟效益。

瀏覽圖形式資訊的時候，常受到螢幕空間大小的限制，無法在顯示圖形整體結構的同時也顯示細節部分，目前導覽介面所採用的方式有捲軸捲動、開啟多視窗、局部放大等方法，這些方法雖然可以呈現資訊的細節部分，但是仍有其不便之處。超廣角鏡頭成像的時候，會有中間部分放大而周邊部分縮小的情形，藉由這個特性，我們發展出了一種新的圖形導覽介面，在瀏覽的時候，有個圓形區域可隨著使用者的意願而自由移動，而區域內的圖形是以模擬超廣角鏡頭成像的方式呈現，且能夠與圓形區域外的圖形做銜接，如此，在瀏覽圖形式資訊的時候，除能夠顯示整體的結構外，也可以不開啟新視窗及無遮蔽的方式，即時地將想要觀察的部分做局部放大以展現細節。

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。

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。

黃豆醬油在我們家是屬於家族事業，製造醬油方法都是以“老師傅”方式世代相傳。台灣北、中、南部民眾對於醬油的口味需求不同，因此可以利用不同原料，製造多種口味醬油，簡單可以區分為豆麥醬油、蔭油及黃豆醬油。黃豆醬油為南台灣之傳統發酵製品，以黃豆為原料，經浸豆、製麴、洗麴、保溫、拌鹽下缸、密封及日曬發酵熟成而製得（如圖四）。從小我就在工廠裡玩耍，心理總存疑著－－黃豆為何會『長毛』？經由這次的研究，我觀察到『長毛』的產物，居然是益菌－麴菌，麴菌長得好壞與否將影響醬油釀造的品質。因此本研究欲將“老師傅”的經驗予於科學化，探討醬油釀造的首要步驟 － 製麴，擬尋找醬油製造原料，亦即黃豆，之最適於一般家庭蒸煮的條件，探討黃豆浸泡時間（１、２、３小時）、蒸煮時間（２０~１００分）及不同豆麴厚度（１杯、２杯、３杯）對於製麴之影響，以尋求最佳的條件；並於不同蒸煮工具下評估一般家庭進行 DIY 製麴之可行性，進而自行釀造有創意之醬油。所得結果如下：一、利用顯微鏡及放大鏡比對麴菌的生長情形，來推測黃豆最合適的蒸煮條件。結果顯示浸泡 3 小時、蒸煮 60 分、以快鍋蒸煮之條件下，可獲取較佳製麴黃豆。二、以上述條件蒸煮後之黃豆，進行不同豆麴厚度製麴，結果顯示 1 米杯量之豆麴厚度低，水分散失快，易導致麴菌生長不佳，不利於醬油釀造。但在製麴過程中蓋布，可增加溼度與溫度。三、蒸煮工具中，微波爐及烤箱不適用。四、豆麴生長佳者，其菌絲皆有伸入至子葉部份，如（照片八）。五、豆麴生長 48 小時中，會有二度升溫的情形。為避免溫度過高，影響製成醬油產品風味，若豆麴量多時，需要拌麴兩次。六、 在一般家庭利用黃豆製麴應為可行，只要注意最適蒸煮條件、蒸煮工具及製麴時之豆麴厚度，應可提高一般家庭 DIY 釀造醬油的興趣。

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。

我們利用氧化還原法，將HAuCl4 水溶液加入一還原劑，如維他命C，以形成金奈米粒子，改變維他命C 的濃度和劑量，以及反應時溫度，探討不同反應條件下金奈米粒子的顏色變化及聚集程度，並用紫外光-可見光（UV-vis）譜儀器加以鑑定。 實驗發現，在室溫下隨著維他命 C 劑量提升，紫外光-可見光譜的吸收波長愈小，顏色則由紫色變成紅色，而在加熱條件中，則發現金奈米粒子溶液多為紫紅色，表示金奈米粒子間粒徑變大造成UV-vis 光譜向右偏移；而在對照實驗味精溶液中，由於味精本身不具有還原力，不足以還原HAuCl4 以形成金奈米粒子，造成溶液呈現藍紫色，甚至產生沈澱。

近年來，溫室效應的話題引起全界的關注，如何節能減碳，幫地球降溫，是許多政治人物、科學家在努力方向。華視電視台曾播放了一個「正負二度C」，看了這個影片，我們更覺得減少溫室氣體排放，找出綠色替代能源的重要。我們居住的馬祖，雖然人少地小，較無舉足輕重的地位，但每一個人若有環境保護的素養，並確實的做法才行，地球一定會降溫的，生物也會快樂活著，沒有物種會消失。 根據維基百科資料，每天的太陽能會有百分之三左右轉成風能，如何有效利用風能是各國努力的目標，我們決定效仿風力發電，期望能喚起世人對綠色能源的關注。本項研究是利用「磁電感應」的原理，研究如何利用風力帶動風車葉片旋轉，產生足夠感應電流，讓LED燈泡發亮。

本實驗的目的是探討電磁波對生物生長及活動力的影響，整個實驗分為兩大部分：第一部分的實驗是進行手機電磁波，對綠豆生長的影響；第二部分的實驗是進行電腦主機電磁波，對鬥魚活動力的影響。手機電磁波的實驗包含三個子實驗，分別是探討手機撥打頻率的高低，以及與手機之間隔距離的遠近，對綠豆生長的影響，並嘗試找出能有效隔絕手機電磁波的隔絕物。電腦主機電磁波的實驗亦包含三個子實驗：分別是探討曝露於電磁波環境的時間長短，以及與電腦主機之間隔距離的遠近，對於鬥魚活動力的影響，並嘗試找出能有效隔絕電腦主機電磁波的隔絕物。