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生活與應用科學科

MIT一號—腳踏車發電照明之研究

本研究以水平感應發電機的原理,探討線圈加入金屬、線圈中加入鐵心、磁鐵磁力大小、漆包線的粗細、速度與發電效能、磁鐵與線圈距、漆包線線圈數對於發電、電壓、電流、效能的影響。利用最佳串並聯發電效率的組合之組合應用於腳踏車發電照明設計,解決腳踏車的照明問題。

酷酷掃~掃把的奧秘初探

本實驗的主要目的是想初步瞭解生活中常見的清潔工具-掃把-的特性。首先普查六年6班全體同學們的身高與握掃把的高度之間的關聯性,以及掃地角度的特點,發現身高與握掃把的高度之間存在著固定比值的關係,且女生的掃地角度普遍地比男生大。於是更進一步去探討掃把握的高度、掃把毛的材質、掃地的物質以及掃地角度與清潔效果之間是否有關聯性。結果發現掃把握的高度、掃把毛的材質、掃地的物質的確會影響清潔效果,而慣用的掃地角度不見得會使清潔效果變好。經由這個實驗,我們初步瞭解掃把的相關特性,最後也針對一些實驗中不足的地方提出了建議。

色解(ㄐ一ㄝˋ)—以比色法測量奈米光觸媒分解染料色度之研究

環保署對於染料廢水之色度訂有排放管制標準,因此將染料廢水脫色再排放才能符合環保規範。本研究是利用奈米光觸媒置入染料溶液中,探討經紫外光照射後,不同pH 值與觸媒劑量對染料之脫色速率之影響,找出最適化的條件。並利用最簡單、低成本之比色法原理,將初始染料濃度與脫色之染料濃度高度比例可計算出其相對濃度。結果顯示TiO2\r 與ZnO 兩種光觸媒處理孔雀石綠與莧菜紅溶液之脫色,都可有效降解此兩種染料。使用不同光觸媒處理染料溶液之脫色,在不同pH 值下,皆有個別最佳使用量,因此處理時應視染料及奈米光觸媒種類而定,尋找出最佳化條件,以確保在最少光觸媒用量及最短時間內完成。藉此結果希望能夠運用在染料廢水處理上,以得環境保護之效應。

「剪」尾?「檢」尾?!—利用斑馬魚尾再生模式作為中草藥開發工具

醫療的發展與人類的生活密不可分,而中醫藥學更是中華文化博大精深的表現,但過去因中草藥多為複方,療效溫和緩慢,故相關活體藥物試驗常費時費力,故本研究希望利用再生力強、代謝快且擁有與人類相似基因的模式生物-斑馬魚,作為快速篩選開發新穎中草藥的工具,在不犧牲動物的情況下,探討中草藥是否對斑馬魚魚尾再生能力有所影響,以建立一套藥物開發的模式,為中草藥研究提供可實際運用的試驗方法。研究中我們首先探討溫度的高低是否會影響魚尾的再生,並作為實驗的基礎紀錄,再以腹腔注射中草藥進行測試,發現在常溫或低溫環境下,銀杏均能夠促進魚尾巴的再生。最後,實際應用以斑馬魚作為中草藥藥物開發工具之構想(如下圖),利用此模式檢測我們家鄉特產-金門一條根,實驗結果發現無論在常溫或低溫環境下,一條根均具有促進斑馬魚尾再生的現象,為一條根的醫療價值提供一個新的研究開發方向。

煙捉不住我

當火災發生時,樓頂門的開或閉,對煙的移動路徑及速度是否有影響,必須視下方樓層是否有開窗而決定;住家門打開的方向,與開窗狀況的改變,會影響部分住家的逃生的時間;而火災發生的樓層,可以影響不同住家的逃生方向;唯有熟悉煙在不同狀況的行進路徑與速度,才能在慌亂緊張中,救自己及家人的命。

黃豆的「膜」法-探討豆漿膜的特性及其應用

豆漿加熱後表面會浮出一層膜,在加熱豆漿的過程中,小的蛋白質片段飄出、重新排列組織,在溶液表面形成膜,本研究在探討將其應用於面膜的可行性,在85℃烘箱中靜置,有助於蛋白質分子斷裂,也避免沸騰,而製調出平整的膜。調整靜置時間可製出不同厚度的膜,比較發現膜愈薄,愈具密封性;對水分、甘油吸收力佳,可保濕;對抗壞血酸、蛋白質吸收力佳,可補給養分。加鹽製膜又可提升各能力,在這些特性中,豆漿膜勝於OGUMA(品牌)的面膜紙。 本研究發展DIY面膜方法,將蛋清、維他命C或甘油配成保養液再將膜浸入即可敷臉。實際測試結果也發現是有緊緻、保濕效果的。在膜的保存部分,建議密封或冷藏,若暴露在空氣中,保存期限不長,容易造成生菌數過多。

誰與爭風

風力發電的原理是利用風力吹動風車的葉片,將風能轉變為機械能,產生的動力可以\r 轉動旋轉式發電機輸出電能。我們依據風速與發電電壓的關係數據,製作一個簡易的風速\r 計,作為各項實驗,測量風速的工具。首先,利用生活用品製作的環保可攜式風力發電機\r ,對2 個1800mAh 3 號鎳氫電池充電,將電能儲存起來,結果是可行的。這是我們研究設\r 計風力發電機系統的入門。經過檢討,選用適合風力發電的軸向磁通發電機,以此做了風\r 車葉片半徑、角度、材質對發電機轉速、輸出功率之影響的各項研究。再依研究結果製作\r 了一組最有效率的葉片。並與發電機等組件,組裝了一台理想的小型風力發電機,連接充\r 電控制及監測系統,對12V 7AH 的鉛酸電池充電。最後再測試、評估它的發電效率。

洗衣轉轉轉

我們的實驗目的主要是探討市售洗衣球的洗衣效果,瞭解其特性,進而利用容易獲得的材料製作各種自製洗衣球,嘗試看看哪一種洗衣球洗衣效果最好。至於洗衣效果好壞的評定,是將污水對照色卡的顏色,及測量量筒深度直到看不見底部「+」。洗衣球的主要功能是增加洗衣球和布的碰撞機會與製造擾流大小。經由實驗證明,市售洗衣球中水晶洗衣球洗衣效果最好,但是價格很高。自製洗衣球則是兩個瓶蓋反黏、乒乓球打 14 個洞、細吸管洗衣效果最好,而且這些都是隨手可得的免費材料。

我們都有「對號入座」嗎?〈國小課桌椅研究〉

今年我們由三年級升上四年級,發覺我們的身高長高了,椅子好像變矮了。坐起來都不\r 太舒服,大家都一直找適合自己的桌子和椅子。同學也發現桌子和椅子旁邊有各種不同顏色\r 的色柱,我們都只是用來吊掛書包和抹布,很少注意其真正的用途。因此我就請教老師桌子\r 色柱的真正用途,並上網查詢有關國民小學課桌椅規格,發現到圓柱色彩有乳黃色、土黃\r 色、茶色、淡藍色、藍色、深藍色、紅色。不同的顏色代表著不同的型號,型號方面還有\r 110 型、115 型、120 型、130 型、135 型、140 型等6 種,而且也有配對的椅子。所以我覺得\r 每位同學都要有適合自己的椅子和桌子,並且能了解課桌椅的型號是否適合自己的身高?因\r 為沒有適合自己的課桌椅,容易長期姿勢不良易造成各種肌肉與骨骼的病變,也造成學生近\r 視與近視惡化的原因。

我是電動車我不充電

本實驗運用法拉第電磁感應原理(Electromagnetic induction),設計無線感應電動模型車。利用電源供應器、訊號產生器、訊號放大器等工具,輸入特定頻率的電壓、電流產生方形波後,可成功使模型車高速前進。第一代模型車因車體線圈匝數多、車體重、軌道線圈纏繞技術欠佳、圓形軌道不平整,雖成功展示了無線充電技術的實用性,但跟我們玩四驅車時車速相差太多,於是著手改良第二代機,希望再提高傳電效率、減少車體重量及避免能源消耗。實驗結果發現系統條件改變時,僅在某一狀態出現電感電容共振現象,因此不宜盲目增加線圈數量。本研究建議,將來設計此類感電系統時,不論微型化或大型應用上,均應注意最佳共振效率的表現,以免造成材料或能源浪費。