全國中小學科展

生活與應用科學科

比潘朵拉之盒更神奇-自動抽空氣的收藏盒

我想設計製作一個能自動抽出部份空氣的收藏盒。我希望這個收藏盒能夠一直保持在固定的較低氣壓(和自然環境比較起來),如果它會滲入空氣的話,我希望當滲入的空氣達到一定的量,它會再自動抽出空氣。我利用四年級自然課所學習到的馬達和電路的開與關和幫浦,再加上我自己想的薄膜型氣壓反應裝置(利用手術用手套製成),經過許多次的修改、調整,才完成這個新發明-會自動抽出空氣的收藏盒。接著,我要用自製的收藏盒來存放食物類和金屬類的東西,來比較它的防霉、防鏽效果是否優於一般的保鮮盒。

我擦、我擦、我擦擦擦

從小學到大學,幾乎所有老師都使用板書方式進行上課,當老師使用粉筆書寫及使用板擦擦拭時,老師及坐在前幾排同學會發現有一些白色粉筆灰會掉落在自己身上,輪到當值日生時就得每節下課去打板擦,而打板擦時粉筆灰又到處飛揚,到底應該如何改善呢?這是師生最為關切的問題,我們將板擦和吸塵器的功能結合,製作出吸塵式板擦,輕巧不需插電,具環保又實用,擦拭方便,可以邊擦邊將粉筆灰帶走,減少師生吸入懸浮的粉筆灰,藉以改善教室的空氣品質,讓師生有清新良好的教室環境。

回鍋再利用---葡萄糖讓壞油變好油

回鍋油的環保問題始終為討論的課題;重覆使用有健康之虞,廢棄倒入水槽,不僅會黏貼在水管中,孳生蟑螂細菌,排放到河川又污染水質,對生態環境的影響很大;台灣每年廢棄的食用油約有二十萬噸,佔了生活廢棄物的一部份,是不得不注重的環保問題。本研究便是提出一個方法,希望能將回鍋油中仍有某些有用的成份,提取出來再利用。因為脂肪酸的羧基(-COOH)與另一化合物的羥基(醇基,-OH)會產生酯化反應得到酯類;油脂的成分一般為三酸甘油脂,即是三分子脂肪酸的羧基與一分子甘油的三個醇基發生酯化反應所得到的一種酯類。而糖類是具有很多的醇基的分子,我們希望能夠利用油品中脂肪酸的羧基與糖類分子上的醇基產生酯化反應,形成一種分子量更大、穩定性更高的新油品。並進一步嘗試應用在使用過的回鍋油上,以期製成新的油品,如此一來便可以達到降低廢棄油的量、減少污染的目的。實驗結果發現由回鍋油製得的肥皂,較易結塊,且其起泡率亦較佳,洗淨效果最好,所以回鍋油肥皂是絕對值得推廣的。而利用糖類分子所合成新油的部分,我們也合成了許多新的油品,雖然品質及產率還有待改進,但已能證明的這是一個可行的方法。如果有研究機構採用這個方法,也許就有發展成功的一天。

光敏染料太陽能電池

本實驗利用二氧化鈦的光觸媒特性,搭配導電玻璃及數種日常生活中常見的染料來製作色素增感型太陽能電池,並且找出何種染料製作的太陽能電池以及何種製作太陽能電池的方式的效率最好、且在不同的溫度、光線下測試所製作的電池,比較環境的差異對太陽能電池有何影響。

安全型任意門檔

門,是家中建築必備之設施,市面上雖有多樣的門檔可將門固定住,但均需於牆壁上鑽孔以鎖零件,且只能將門全開使用而已,但於實際生活中,常需以半開的方式以達隱密、遮陽或通風的需求,如此之需求引發了我們的研究動機與目的。於研究中,我們經由文獻探討,利用了偏心輪的傳動,彈簧的彈力,進而以橡皮的摩擦力達到阻止門的活動,經過不斷的討論、研究與實驗,再由實物的切削製作組裝與測試、修正後,終於得到心中想得到的產品。安全型任意門檔可以不用於牆壁上鑽孔,門板就可以固定於所需的任意位置,且可藉由旋轉螺紋,以調整彈簧壓力的大小,進而改變摩擦阻力而達到阻止風的吹襲,更有防止誤推拉的安全裝置,如此更符合生活之需求。

以上帝為師~電子鼻在甲醛偵測的開發及應用

氣味能被吸附嗎?吸附後重量會增加嗎?甲醛是病態大樓症候群的元兇,要怎樣才能偵測得到?能模仿生物嗅覺模式組裝靈敏的甲醛偵測器嗎?這些引發出我的興趣。先利用炭材吸附蚊香味,以活性炭吸附 0.02g/g 最好,片狀竹碳磨碎後吸附增加 32 倍!但稱重法靈敏度很差(5900ppm)。為了改進,模仿生物的嗅覺模式以金屬氧化物晶片為接受器,吸附氣味後將改變電壓傳到示波器顯示,成功的開發電子鼻科技一號電子鼻。反應電壓和甲醛濃度或注射量呈正相關,相關係數達 0.9 以上,靈敏度達 0.001ppm,再現性好,誤差只有 0.83%。科技一號偵測不受濕度影響,可應用到環境監測,偵測出裝潢三個月的櫃子約有 0.1ppm 的甲醛,驗證曝曬使合板甲醛易釋出,也可以辨識回鍋油,希望科技一號能對環保貢獻一份力量。

全方位省電環保健康空調系統

本次計畫係結合所有空調設備與一體,用於改善室內溫度與空氣品質,找出一種兼顧環保、健康與舒適的系統,進一步排除室內無形殺手(一氧化碳)的威脅,營造一個舒適、健康且環保的生活環境。常用來控制室溫的設備是冷暖氣機,但使用冷暖氣機會消耗大量能源,使用時必須緊閉門窗,如此將使室內的空氣混濁,甚至有一氧化碳中毒可能。其次用來控制室溫的是電風扇與窗戶,利用開閉窗戶引入戶外空氣來調節室內溫度,但戶外空氣並非全然適合室內,所以窗戶並非一直打開就能改善室溫,要改善室溫則須適時改變窗戶的開閉。綜合上列空調方法,我們希望減少冷暖氣機的使用,加強窗戶的功能,我們製作了本作品,本作品去除使用人力去開關窗戶的煩擾,利用人工智慧去做出正確開關窗戶的動作,調節室內氣溫,讓使用者能達到舒適安全又能省電,所以我們認為全方位省電環保健康空調系統是最佳的空調系統。全方位省電環保健康空調系統的功能如下:一、以環保概念調節室內溫度:借用室外溫度、室內溫度和使用者設定溫度去判斷窗戶的開閉來代替極端費電不環保的冷氣,使室內達到使用者設定的溫度。二、降低一氧化碳危害:當一氧化碳瀰漫在密閉的室內,在室內人們尚未中毒前,本系統會以智慧的去開啟窗戶引入空氣,解除一氧化碳中毒的危機。三、有智慧的開閉窗戶改善空氣品質:只要是外的空氣適合隨時便有智慧的引入改善空氣品質,排除人力去開關窗戶的困擾。

臺灣藍金、行船人的救星---太陽能「海水淡化槽」

本研究在探討海水淡化槽玻璃面的傾斜度、海水淡化槽寬度、長度、深度的不同對水滴\r 生成量的影響,並得出當傾斜度17.89°、長度42.69cm、深度5.5cm 時,有最大水滴生成量,\r 且寬度與水滴生成量呈線性關係。我們並據此作出一最佳的海水淡化槽(且設寬度為60cm),\r 至目前為止,其最大的水滴生成量為384.1ml (5 月9 日),我們並估算出4 坪土地面積所設置\r 的海水淡化槽,1 年可生產1,670 公斤的海洋深層水。當我們以墨水模擬進行汙水處理時,發\r 覺此海水淡化槽亦可作為簡易的汙水處理裝置。

新面子--尿面膜

古代醫書記載:尿,性味鹹涼,入肺、肝、腎經,其功用為滋陰降火,止血消瘀;《甘草\r 子本草》也謂:潤心肺、撲損瘀血、揩灑皮膚,治皮裂,能潤澤人,故檢視尿液成分,製成”\r 尿面膜” ,測試其對皮膚保養的優劣。選擇市售口碑較佳的5 種面膜,比較其與尿面膜的效\r 果優劣,就實用性、經濟性、便利性等方面研究。

中和鹿寮坑垃圾場污水面面觀

看著龐大的垃圾車,我們都很好奇這些垃圾到哪裡去了,為了瞭解我們居住的中和市其垃圾的去向及污染問題,特別利用文獻的研究(資料收集)、訪問法、實地勘查、現場採樣以及實驗檢測等方法深入瞭解中和垃圾對環境的種種相關影響。再看著偌大的垃圾車,心中一陣好奇,也希望能更瞭解有關垃圾對環境影響的資訊,經過多次討論後,我們便利用得到的資訊,從其中鎖定目標“中和鹿寮坑垃圾場”,後來更去實地探勘,且在現場採樣後進行實驗檢測,以深入瞭解中和鹿寮坑垃圾場污水對環境之影響。