全國中小學科展

生活與應用科學科

風車、水車與發電

1、直流馬達可轉換成直流發電機。2、本地谷風可以推動自製風力發電機。3、本地溪流的落差可以推動自製水力發電機。

去污 OK 繃--奈米濾淨凝膠薄膜之研究

目前的奈米TiO2光觸媒濾淨解實驗( degradation )還是停留在TiO2粉體及懸浮液形式,後續處理會產生極大不便。所以我們實驗試圖將以添加TiO2酸性溶液之凝膠薄膜附著在塑膠貼布上製成我們所要的凝膠薄膜貼布以利使用。我們設計以?雜光敏染料物質( dye )於TiO2凝膠薄膜內使操作照光範圍由紫外光移至可見光區,並試著探討其理論基制。 目前製成的凝膠貼布已完成濾淨油漬的實驗,當然亦包含了有機液、濃稠光阻液的降解,效果極佳。我們依據顏色變化、pH值變化及利用改良型蒸餾系統來評量本實驗奈米TiO2濾淨凝膠薄膜成效。在光敏染料的選取上我們根據實驗結果得知凡具有雙懸鍵、空位鍵及多氫鍵結構的光敏染料添加可使實驗適用在可見光區,這將是極據潛力的光觸媒濾淨物質。

愛作怪的「電」

我們這一次的研究目的主要在探討如何降低或去除塑膠滑梯靜電的產生,讓校園裡的同學們能安心又快樂地使用滑梯器材(圖一)。為方便在實驗室裡操作,我們決定以與滑梯材質相似的塑膠板替代操作。從實驗結果得知,生活中所見的滑梯材質(塑膠、木頭、鐵)和常用衣料(化纖、毛皮、棉?)取樣做摩擦實驗,發現塑膠尺和毛皮摩擦後會產生較多的靜電,鐵和木尺經摩擦後卻不會產生靜電。進一步了解導體能傳導電子的特性,能大幅減少摩擦表面的電子聚積的現象後,進行改善塑膠板蓄積靜電的實驗:將導體用不同形式(導線、薄片貼附、粉末塗佈)貼附於塑膠尺面上。發現靜電只產生在摩擦部分(摩擦後之靜電沒有傳導或跳躍情形)、金屬塗料可以改善塑膠蓄積靜電的情形。總結實驗結果得知:穿棉質衣物,慢速溜下塗有導體塗料的塑膠滑梯,可以有效減少或去除靜電。 經過實驗的結果,我們不僅改善滑梯了靜電效應,也發現了許多有趣的現象,更打破了一些我們以前既有的錯誤的想法,例如:木頭在靜電的領域屬於導體。至於,還有一些我們意外發現到有待探尋的問題,因時間、器材以及技術上的問題有待克服,所以留到下次做另一專題研究討論。

油污SAYGOODBYE

本研究的實驗目的是針對糯米粉、麵粉、黃豆粉、綠豆粉、茶樹粉、烏龍茶等幾種較常被討論的洗碗溶液與市售洗碗精,進行食用油在洗潔劑中的外觀與分佈、去油力、酸鹼性、洗碗溶液濃度、對水生植物影響的觀察與比較,找出能取代市售的洗碗精,提供大家不傷玉手又能減輕環境污染的洗潔劑。經由研究結果得知,油滴的外觀、顆粒大小的確與去油力有一定的相關性。市售洗碗精其油滴分佈小又細密,黃豆粉溶液的油滴也是細小且呈絲狀,因此油滴越小,去油力也越強,而黃豆粉溶液的洗淨效果與白熊洗碗精差不多,又屬中性液體,很適合家庭使用。當家庭使用黃豆粉洗碗時,黃豆粉與水的比例約 1 比 3 即濃度 40﹪,就有不錯的洗滌效果,不必用到純黃豆粉,可延長水管的流暢度。剩餘的洗碗水還可以拿來澆花、當肥料或養殖水生植物,並不會產生發臭的問題。黃豆粉溶液是可以取代市售洗碗精的天然洗潔劑,不但不會造成化學物質的殘留還兼具當肥料的剩餘價值,進而保護水資源,讓我們洗的安心、吃的放心!

太陽能風車

溫室效應造成全球暖化,太陽能的利用顯的格外重要。本研究利用熱對流與熱輻射的概念,製作出太陽能風車,研究顯示:一、竹炭比木炭保溫效果較好。二、照光時,有添加竹炭的底座使葉扇轉動效果較好。三、照光時,摺角60度之葉扇的轉速比較快。四、照光時,底面積相同,以高度在中間的底座,使葉扇轉速較快。五、照光時,高度相同,以底面積在中間的底座,使葉扇轉速較快。六、葉扇轉速與太陽照度和溫度同時有正相關。

氣流導引式排油煙機

【作品創意發想】作者在家裡大掃除時負責打掃廚房,在整理排油煙機時,發現一般排油煙機在經過一段時間的使用之後,不但機械內部充斥著油污,連排油煙機的面板也是一樣佈滿了烹飪後累積下來的油垢,實在令人作嘔;於是我對於如何改善這油污嚴重沾黏的問題產生了高度的興趣,開始了一連串的實驗研究,希望能研發出更有效率、不需擔心油煙累積造成污染的排油煙機。【作品特色】以生活中最貼近日常生活、最基礎的問題發現問題而開始研究討論,運用新鮮的思考方式將簡單的科學原理應用在研究課題上,改變現實中油煙與排油煙機之間唯一的接觸方式;設計出與傳統排油煙機與眾不同的「氣流導引式排油煙機」,從傳統中蛻變。而且已將研究結果製作成實際的新型排油煙機,在經過反覆的實驗證明後,新作品在實際運作上也很具有效率,表示這作品的高度可行性和實用性。

烏龍茶湯抗氧化、抗齲齒菌與抗輻射能力

在國內是極為常見的飲品,種類不勝枚舉,過去許多研究報告亦指出茶對人體的健康有多種益處。本研究欲將凍頂烏龍之茶葉做熱泡原葉、熱泡粉碎、冷泡原葉、冷泡粉碎四種不同處理以探討不同沖泡方式對其沖泡出來之茶湯的影響。實驗結果證實:在熱泡及粉碎茶葉的條件下,茶湯溶出的物質較多,進而影響茶湯的諸多物理及化學性質;其中熱泡茶能有效的清除DPPH自由基,具有比冷泡茶更好的抗氧化能力,且能抑制齲齒菌的生長,證明其對健康確實有益;以四種茶湯澆灌受到輻射處理的綠豆可修復輻射傷害,但冷泡原葉茶持續的較短,而使用冷泡茶浸種綠豆可有效預防輻射傷害;但在正常無輻射的條件下,四種烏龍茶湯皆會抑制綠豆的生長,因此不宜用來澆灌植物。

無「音」腳—找出減小椅腳噪音之最佳包覆材質

本研究探討如何找出減小教室椅腳噪音的最佳包覆材質。我們利用分貝器實際運用在班級中,在不同時間測量拉動椅腳音量變化繪成圖表,從圖表數據探討會影響椅腳產生噪音的因素。我們使用四類14種不同材質包覆椅腳後,發現對於拉動椅腳所產生的噪音分貝大約可減小70%。此外更發現,拉動椅腳產生的噪音和椅腳離地面的角度,以及包覆物的材質厚度均有關。

排印OnLine-篆刻藝術之創舉

篆刻藝術為我國固有的文化,印文的佈局編排則為該藝術的精髓所在,因此,「如何排印?」遂為既挑戰又富有樂趣的項目。有鑑於此,本研究欲透過網際網路讓大眾能輕鬆快速的完成排印工作,達到普及化推廣篆刻藝術的效果,其主要的成果為一、利用 LINUX 環境平台及 PHP 設計一個最佳的網頁程式,以配合「線上排印」的功能;二、運用 HTML 及 JavaScript 完成一個多功能的互動式網頁界面,供使用者能多變化和饒富趣味的使用此一「線上排印」功能。

它真的看的見--利用雷射光偵測微小位移之研究

應用光線的反射和直行特性,以簡單的實驗器材設計出偵測微小位移的實驗方法,可以把生活中許多自然現象的微小變化量放大,方便我們用眼睛直接觀察。利用傳聲筒橡膠膜上的小光碟片在接收到聲波後,發生微小的振動,藉由投射在遠處屏幕上反射雷射光點的位移放大效果,產生一個聲波振動的放大圖形。反射雷射光圖案的大小、形狀會隨著聲音的音量、音調和不同的聲音迅速變化。為了深入了解利用雷射光偵測微小位移的基本原理,我們測量在不同屏幕距離下,光碟片反射鏡偏轉角度與反射雷射光點移動距離的關係。利用偵測溫度上升1℃時, 空氣受熱體積膨脹的微小變化量,以驗證我們的實驗方法。最後,應用於人體脈搏跳動的測量,將脈搏跳動的大小用比較科學的數據表示。以後中醫師就不用把脈了,改用〝看脈〞的比較好!