生活與應用科學科

在台灣飲料市場的佔有率中，咖啡飲料高居第四名，由此可見咖啡渣數量是非常驚人的。上學期我們在自然課中學到燃燒的相關知識，於是我們決定運用乾餾法，展開「咖啡渣活性碳」的研究！透過實驗與操作，我們研發出「咖啡渣活性碳的製作方法」，也驗證自己研製的「咖啡碳」和活性碳一樣，具有吸附雜質以達到淨水和脫色的功能，更設計出具有環保概念且能實際應用於生活中的相關物品。研究過程中我們花了很多時間討論、設計並操作，為了突破實驗器材的限制，我們也多次前往五金行找尋突破器材限制的改良方法與靈感。師長和同學們都說我們的研究看起來很辛苦，但是因為有許多成長與發現，因此就算再辛苦我們也覺得非常值得。

本研究以多種纖維質廢棄物作為造紙原料，造出媲美市售的紙張。我們發現：玉米皮適合造紙且品質穩定；木屑、玉米梗造紙張力低且易碎；低濃度鹼液解纖的甘蔗渣膠質多，紙張透明易皺縮，但高濃度鹼液解纖，紙張平整白皙；柚子皮膠質太多，不易造紙；雜草可造紙但纖維明顯；竹筷纖維粗硬，紙張厚且張力低；稻草造紙品質佳且原料充足，是造紙界新星。改變變因上，果汁機打1分鐘可使張力提升；添加膠水或澱粉液能提升張力及降低吸水量；200目絹框抄紙張力較好；加熱浸泡50%雙氧水可漂白。校園落葉單子葉比雙子葉植物適合造紙。複合材料造紙時，添加少量甘蔗渣或柚子皮纖維可提升張力，少量竹筷纖維能使紙張硬挺。最後本研究推薦數種造紙方法供大眾參考。

本研究係探討近年來在日本竄起的「湯種麵糰」技術，應用在我國傳統的饅頭上對品質的影響。操縱變因包含「湯種熟成條件」與「湯種添加比例」，湯種熟成條件分為「室溫25°C2小時、冷藏5°C 24小時、冷藏°C 48小時」共三種熟成條件；湯種添加比例分為「0％、10％、20％、30％、40％」五種湯種麵糰比例。 觀察項目分為麵糰攪拌揉搓的性質、饅頭出爐後的外觀質地觀察、彈性、柔軟度、總體積變化等，並分析「麵糰老化現象」的差異性，每次的產品皆透過「官能品評單」進行試吃活動，希望提出接受度高的「湯種熟成條件」和「湯種麵糰添加比例」做為製作時的參考。 研究結果顯示：湯種麵糰應用在饅頭製作上最大的好處在於延緩麵糰的老化，而其口感柔軟，若要兼顧彈性與柔軟度以及老化速度則建議：中筋麵糰熟成以「冷藏24小時法」、湯種添加比例10％、20％為佳，若選擇高筋麵粉則以「室溫25°C 2小時法」、湯種添加比例30％接受度比較好。

經搜尋相關研究發現，某些水果如西瓜、鳳梨及柳丁有不錯的清潔效果，由於竹崎鄉盛產檸檬、橘子、柳丁和鳳梨，進而興起探究這些水果是否真具有不錯的洗滌功效。實驗結果得知，鳳梨的清潔效果最好，檸檬、橘子與柳丁效果都不如清水。如果鳳梨以原汁(100%)濃度來清洗則可達到 40%濃度洗碗精的功效，人工法清洗實驗也顯示很好的功效，可見鳳梨具有替代市售洗碗精的潛力，有待我們更進一步研究探討。當使用水果廢棄物部分洗滌時，可將餐具上的殘渣先用清水沖洗一遍，再放入水果廢棄物汁液中用菜瓜布清洗，就會有意想不到的效果。同時剩餘的洗滌水還可拿來當有機肥料掩埋，較不會有化學殘留與下水道污染的發生，省錢又能廢物利用兼具環保，讓大家洗得放心，吃得更安心。

使用殺蟲劑或拖鞋打蟑螂時，化學藥劑或蟑螂體內的筒線蟲會汙染環境衛生。因此我們進行了數不盡的實驗，期望找出最環保又無害的殺蟑方法。查尋文獻資料得知蟑螂並不耐高溫，實驗中發現蟑螂在45°C以上的熱水中就會死亡，因此我們測試各種電阻的發熱效果，從自製碳化物到鉛筆芯，發現電熱絲的發熱效果最穩定也最容易控制，因此最後以直徑0.4mm長度10.2cm的電熱絲製造即熱式噴頭。透過噴水器吸上冷水，即熱式噴頭迅速將冷水升溫成為熱水，再噴出熱水殺死蟑螂。測試即熱式噴水器發現，在20cm以內都可以噴出46°C以上的熱水，實驗中的5隻大蟑螂分別噴2~17次全部死亡－效果非常好。我們希望後續能在美感設計、安全設計方面做改良，並且朝向專利申請及商品化來努力。

本研究檢驗粗糠是否具保溫、隔音及緩衝能力，用各種材料包裹玻璃瓶，測試瓶中水溫降低的速率；設計無線控制的隔音實驗箱，測試材料在不同厚度下單獨成層、均勻混合及分層放置時的隔音效果；用電磁裝置自由釋放水球，藉由水球破裂判定材料緩衝能力。實驗顯示：一、粗糠保溫能力與棉花相近。二、粗糠粉隔音能力最好(－1.32dB/cm)。三、將兩種材料分層放置或均勻混合，可提升隔音能力。四、粗糠緩衝能力比海綿效果好。證實粗糠在保溫、隔音及緩衝方面表現優異，並利用粗糠創意製作(一)保溫：水壺保溫袋、鍋墊、杯墊、隔熱手套；(二)隔音：耳罩、隔音板；(三)緩衝：頸枕、睡枕、椅腳墊、鞋墊、椅墊、包裹填充物，使被廢棄的粗糠創造了極大的經濟價值。

室內植栽淨化空氣的功效已得到證實，在植栽照顧上卻令人感到灰心，光澆水就會造成不少困擾，本實驗探討利用毛細現象自盆底吸水供應植栽生長的可能性，本實驗的結論有幾點：（1）在小花盆底部直接開孔吸水會造成砂土含水量過高。（2）使用「聚酯纖維棒」輔助可加速吸水及增加含水量。（3）調整花盆離水面高度再利用聚酯纖維棒，可設計出適合各種植物的免澆水花盆。

本研究之試驗項目包括測試糯米之物理及化學性質，以及糯米添加糖、碳酸鈣後之拉力試驗、耐震度試驗及韌性試驗。其研究成果如下：（一）試體搗碎程度越高其各項表現越佳。而糯米漿試體會隨放置時間增加，使各項試驗結果有先升後降之趨勢。（二）試體添加糖分，有效提升糯米漿在七天時的黏度表現。（三）試體添加加熱過蛋殼粉比未經加熱蛋殼粉的耐震度提高。（四）試體添加蚵殼造成材料不均勻，使其7天耐震性強度下降，但有效提升1天耐震度強度，也提升拉力與韌性的強度表現。（五）試體添加纖維可有效提升糯米漿的黏度，其中對加入椰子、絲瓜纖維強度改變較大。

蚊子和蟑螂是擾人的昆蟲，我們藉由各種香草精油來測試其驅蟲的功效，希望能在芳香的環境下達到清新怡人又驅蟲的效益。使用的精油有薄荷、薰衣草、百里香、迷迭香、尤加利、鼠尾草、羅勒、檸檬香茅等八種。試驗結果：1.以自然揮發法：驅蟑效果以羅勒和檸檬香茅最佳，具有忌避的現象。2.以稀釋精油塗抹法：以羅勒、檸檬香茅、鼠尾草時效較長，濃度愈高則驅蟑時效愈長。3.若使用精油稀釋直接接觸噴灑法：以檸檬香茅、羅勒、薄荷對美洲蟑螂具有致命性。4.以等量純精油自然揮發法：驅蚊效果以檸檬香茅、百里香、薄荷效果較佳，其他精油增加精油量時，驅蚊效果會有增加的趨勢。依據實驗結果調配濃度並製作環保產品，如乳霜、香皂、隔離膏、酒精噴霧、貼片、懸掛項鍊、手機吊飾……等，並建議使用在有蟑螂或蚊子出沒的時機與地方。

台灣汽機車密度居世界之冠。汽機車排放之直接與間接形成懸浮微粒與臭氧，為都會區空氣主要污染物，並危害民眾健康，相關議題亦是全球關注的焦點。在法令規範未達一定成效時，戴口罩為保護呼吸道簡易的方式。口罩款式甚多，民眾認知甚少。本研究利用手持式粒子計數器、掃描式氣動粒徑分析儀與分光光度計等儀器，量測各式口罩對懸浮微粒與臭氧的攔截效率。結果得知機車廢氣之懸浮微粒主要粒徑落於「最易穿透粒徑」範圍，粒子不易攔截又易深入肺泡造成傷害。研究發現熔噴不織布層為口罩高攔截效率之關鍵因素，清洗後，短期效率無明顯下降，但因結構破壞仍需更換，藉此我們組合出高效率且可替換內層的布口罩。本研究結果可做為民眾選擇口罩之依據。