生活與應用科學科

扇葉彎曲，就像一個人病了，我們能做的不只是將它丟棄而是去了解什麼原因讓它變成這樣！而原因就是”濕氣”在作怪；而扇葉的新材料太重時則阻力變大、易下垂，太輕則扇葉易變形、晃動劇烈，太寬、太窄時都有不同的變化、都會影響吊扇的風力。並利用『分貝儀』來測量扇葉風力（噪音）大小，結果連微風也可精準的測出。補救扇葉方法：泡水後的扇葉是鬆垮的。但再浸泡樹酯並緊壓、乾燥後，舊扇葉的強度有明顯的復元變好。吊扇與天花板的距離：發現太近時吸力變大、氣流變強、噪音增大，風力卻變小。當大家在倡導環保時，我們也希望不要因為吊扇老舊了就將它整個丟棄，應該可以發揮新的創意，將環保與實驗結合起來，作更有意義的應用。

本次科展主要是要研發一組三層式葉扇的風力發電裝置，設計三層式葉扇的目的，是希望能以互轉式系統來達到較高的發電效率。我們針對各種不同設計的葉扇，以不同的角度分別控制電風扇及裝置之間的距離以0.5m/s~5.0m/s的風速下，測量出三層葉扇最佳的轉速。在發電裝置部份，我們對於法拉第電磁感應定律ε=NBAωsinωt中的N、B、A都加強，進而自製了發電裝置並且結合了三層式葉扇以及自製的發電裝置，來達到發電最高的效率。第一層葉扇是以第四組(27:32:22)的10°轉速最佳，在第四組葉扇後面是以第二組(34.5:32:18.5)的40°轉速最佳，而在第二組葉扇後面又以第六組(22:32:27)的30°為最佳，因此以這三組葉扇作為我們第三代的三層式葉扇。未來可推廣到各個家庭使用。

本研究在探討背膠式掛鉤的吊掛承重程度、不同牆面適合使用的掛鉤背膠種類，並尋找增加掛鉤負載重量的方法。我們以寶特瓶裝水自製簡易秤重計，測量掛鉤的載重量，研究過程中發現不同牆面的材質，確實會影響背膠式掛鉤的載重量；其中以磁磚與玻璃牆面最容易受環境溫度的影響，不適合使用背膠式掛鉤。不過就實驗數據得知，市面上所販售的掛鉤，實際負載的重量大多超過廠商所標示的負載重量，值得參考。 實驗過程中，水泥牆面易受到掛鉤脫落時造成的破壞，因此如何讓殘留的背膠輕鬆去除，進而運用價廉、易於取得的材質替代背膠，只要鉤體完整，掌握改造與使用的要訣，使用過的掛鉤就可以再次DIY運用，小小的掛鉤即可發揮大大的潛力。

台灣每年總要遇上一段枯水期，農業活動被迫休耕，農業經濟損失不少，為了節省可利用的水資源，以聚醯胺(polyacrylamide)所製成的塑膠土作為土質實驗，此塑膠土攜帶方便，且可重複使用，當吸飽水後可增為原來的50倍體積，保水力為一般砂土的270倍，形狀由吸水前之固體顆粒變為吸水後之果凍狀，然而對植物根部較沒有附著點，因此我們以塑膠土混合泥砂來達到使植物生長更好的土質調配。觀察結果發現植物在有塑膠土植栽中，無論是發芽率、生長率(含芊插植栽)，都比一般土質生長良好，但跟侵入塑膠土內，因此給予其乾旱期，植物也能在缺水的情況下生長但不枯萎，惟在環保上的顧忌將是在下一次實驗的發展主題。

蒐集各色系的圖片，分析不同圖片的色彩比例，再與色彩理論中出現的色彩形容詞進行關聯性分析。利用問卷調查，了解色彩與語意知覺的關聯性，加強色彩與形容詞的連結。將統整後的資料建立成資料庫，撰寫程式，針對使用者選取的形容詞，提取資料庫中的內容，以不同的配色方式，對使用者的需求提供色彩配色推薦。

本研究是探討網球、乒乓球、高爾夫球及壘球在不同條件下的反彈情形，並比較其反彈係數。球的反彈係數與質量沒有明顯相關；而地面的性質對軟式網球影響最少，對高爾夫球及乒乓球的影響最大，且在磁磚地面上，各種球之間反彈係數差異大，反而球落在塑膠墊上，反彈係數平均值降低。乒乓球的密度小，反彈係數與原始落下的高度成負相關。乒乓球在各種溫度的反彈係數變化都是最小的，軟式網球加熱後的變化量最大。軟式網球在粗和緊的線做成的自製球拍表現最好，使用40cm×40cm的大拍面打軟式網球，最適合年長者。我們可以利用高爾夫球代替榔頭簡單檢測瓷磚的鋪設是否有瑕疵，因為磁磚下方若是空心的話，高爾夫球落下地面時會發出可怕刺耳的聲音。

如果單純只用報紙不加水去結冰，報紙卻不堅固，只用水去結成的冰也很脆弱。可是將兩者合而為一，卻可以製造出超堅硬的而且保冷度較久的報紙冰。是否也有某種物質加水後也可以產生類似的效果呢？我們使用各種吸水性良好的物品來做實驗，例如：洗車海綿、普通黃色海綿…等。進而發現到許多不可思議的現象，而我們更利用它們獨有的特性，開發出全新的產品。像是利用黃海綿吸水結冰後仍然保持柔軟的特性製作出神奇柔軟冰敷袋；插花海綿的超強吸水性製作不滴水的冰塊；以及白海綿細緻的纖維不僅可以吸水結冰後提供冷源，更可以隔絕外界的熱持續保冰而製作出冰鎮涼杯。

「數位攝譜儀」是利用光柵分光，使用數位相機拍攝光譜。「數位光譜分析法」是電腦軟體程式，可將拍攝到光譜數位影像放大成「馬賽克」，作為光譜的最小「色塊」，並將每個色塊轉換成一組七維的顏色座標[(波長)，R(紅)，G(綠)，B(藍)，H(色相)，S(彩度)，B(明度)]分析光譜，可精確測量各種未知光源放射出的光波波長、鑑定原子光譜，且操作方便，無須使用電路設計，其中： 1. λ座標係由光譜線的位置(x,y)轉換而來。 2. R、G、B座標則記錄對應的紅、綠、藍色成分強度 3. H(色相)為紅、黃、藍分佈於360?色環，表示「色彩相貌」，是顏色的特徵。 4. S(彩度)為色彩中灰色的含量，灰色含量越低，彩度值越高，色彩會越飽和。 5. B(明度)為色彩的明亮程度，數值越高接近白色，數值越低接近黑色。 我們完成以下實驗：\r 1. 測量氫、汞及鈉原子的原子光譜，建立「數位光譜資料庫」。\r 2. 鑑別波長589.0、589.6奈米的鈉雙線。\r 3. 比較數位相機影像與光學相機正片的色彩顯影。\r 4. 鑑定太陽光譜中的吸收光譜(Fraunhofer Lines)。\r 5. 分析獵戶座α、β的可見光光譜。\r 6. 用顏色座標(λ,R,G,B)測量發光二極體的波長範圍。\r 7. 比較He-Ne雷射與雷射光筆放光的波長範圍，發現雷射光筆之光並非單頻。\r 8. 使用光感應器測量LED於不同距離的照度，發現約與距離平方成反比。

纖維素是最豐富的再生能源之一！如何有效的將多醣組成的纖維素水解成單醣並加以應用是生質能源發展上的一大難題。我們以真菌Trichoderma reesei 纖維水解酵素作為對照組，研究兩種新發現的昆蟲纖維水解酵素CH1、CH2 與纖維素是否具有結合區位，同時探討結合區位對不同纖維素的影響，並進行水解反應。蛋白質電泳實驗證實T. reesei纖維水解酵素確實能與纖維素結合。家蠶生產的CH1、CH2 因體液未純化，改採西方墨點法分析。參酌實際水解的結果得知：具結合區位的CH1 較無結合區位的CH2 水解效率高。昆蟲纖維水解酵素(CH1、CH2)較商業用真菌酵素(T. reesei)水解效率高。本實驗使用具東方特色的家蠶作為生產CH1、CH2 的平台，除提高效率外，亦可作為台灣生技發展領先全球的特色。

發電的方式有很多，有火力發電、核能發電…等，不過這些發電方式都會有環境汙染的問題。環保的發電方式如風力、太陽能…等，那聲音是否能發電呢？我們運用喇叭中線圈與磁鐵的相互運動來發電，並研究如何使發出電壓加大的方法，找出適當的方式使LED發出亮光。運用這樣的研究希望可以開發出效率較高，且較不易產生汙染物的發電方式，進而能將這種發電方式應用在日常生活中。