生活與應用科學科

由於地球溫室效應所產生的問題日益嚴重，風力發電已是近幾年來重要發展的綠色能源。而在風力發電機的類型中，由於垂直軸風力發電機最大優點是可接受來自任何方向的風、結構簡單，以及葉片轉動範圍小，因此本研究將應用垂直軸風力發電機的發電原理，設計可供日常生活使用的小型電器用品。我們統一以2L 寶特瓶設計葉片，並針對各項變因進行探究，最後發現：在高低不同的風速下，以4 葉片、葉寬3 ㎝、葉長13.5 ㎝、葉片斜角5 度的葉片是發電效能最好的葉片組。運用這項研究結果，並更換發電效能較強的發電機，我們製作了一組「垂直軸風力發電小燈籠」，它除了可讓led 燈泡發光提供照明外，我們也加入了金屬電網，讓它也兼具補蚊燈的功能。

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。

這個實驗利用生石灰加水會放出大量熱能的特性，設計了一個自動加熱便當盒。我們發\r 現生石灰雖然加水會產生高熱，在沒有密封的情況下，最高溫只會維持在95℃，可以讓食物\r 加熱又不怕會燒焦。\r 我們使用身邊的一些現成免洗餐具的材料當做外盒，再利用烤肉用的鋁箔盒當做?食物\r 的容器，讓加熱變得更有效率，並且找出生石灰加水較安全又有效率的方法。設計出了一個\r 加熱效率好又能自己動手製作的自動加熱便當盒。

環保意識高漲，溫室效應日益惡化，可以調節室內溫度和光線的窗簾扮演著相當重要的角色。不管是每日迎接曙光被太陽曬醒或者白天不在家時一開門就受到一股熱氣迎面而來造成悶熱的情況，同時也是為了時常待在家裡的老人設計，他們白天總是很喜歡坐在家中吹涼風，有了此項設計後即使不從椅子上站起來也能夠讓窗簾打開享受春風的薰陶。於是我利用光敏電阻當做判斷繼電器開啟和關閉窗簾的裝置，當太陽照射時，馬達開始轉動，藉著減速裝置，最後成功的閤上窗簾；當天暗時，另一個光敏電阻使繼電器閉合，順利達到窗廉自動開啟之目的。進而減少耗電量與用電造成的CO2排放。

與無患子樹的第一次親密接觸是在班親會舉辦的一個活動－「彰化縣老樹巡禮」，在它不起眼的外表下卻有著豐富的內涵，令我們深深著迷。解說員說：「在早期沒有洗髮精、沐浴乳的年代，無患子樹的果實是老祖母、老爺爺他們最佳的依賴，從洗臉、洗頭到洗衣服處處皆可見其蹤跡。」對於這樣一顆小小的果實卻具有如此強大的用途，我們深感興趣，但也不禁好奇地想比較它跟現今的洗潔用品究竟有何差異？在將近一年的時間裡，我們多方地查閱資料，並透過實驗來驗證我們的想法。我們發現萃取方法的不同、浸泡時間的長短、不同階段的果實，以及放置時間的長短都會影響無患子的洗潔能力。此外，以無患子清洗衣物，久了白色衣物會被染黃，且布料結構會受損。雖然無患子的洗潔能力不如市售的洗潔用品，但是值得一提的是無患子比較環保，對動、植物的傷害遠低於我們常用的洗潔劑，值得我們加以利用、推廣。

我們因為幫學校去除玻璃的海報，展開了一場黏膠、去膠探索之旅，想利用生活中常見材料快速、方便地製作天然環保黏膠，並在不磨損牆面原則下，快速去除殘膠。研究發現：一、 除了澱粉類之外，應用植物類及蛋白質類黏性，也可製作天然環保黏膠。二、 天然黏膠可取代市售樹脂，在主要牆面材質上黏紙，黏性甚至超越市售樹脂。三、 天然黏膠都可在數分鐘內製成；在主要牆面材質上黏紙，黏性能長期(30天)持續。四、 利用生活中常見材料，可有效去除天然黏膠使用後的殘膠，市售樹脂則不易去除。五、 我們成功將去膠實驗量化，並以此量化標準確實能比較各去膠方式的優劣程度。六、 我們彙整黏度實驗及去除殘膠實驗的結果，整合成生活應用速查表。

本研究在探討以「芒草」作為造紙新原料的可行性。本研究目的有三：A從芒草紙的外觀、抗張強度、吸水性、透水性等紙張性質，來探討芒草造紙的可行性。B比較芒草纖維紙、闊葉木纖維紙、複合纖維紙的差異性。C探討芒草紙的應用與推廣價值。研究結果發現：a芒草紙與一般紙造紙原料—闊葉樹紙漿，在書寫上並無太大差異。b纖維交織情況會影響紙張的抗張強度、吸水性及透水性。c芒草紙在應用部分，其抗張強度好，適合做紙袋；透水性較差，適合做紙杯墊；在外觀上具有古典美，在強調個別化的時代，可做為藝術材料。由以上結果，我們評估其可行性甚高。因為「芒草」生長季短，且生長速度快，取用它不但對生態無礙，還能為芒草找到新的經濟價值。

本研究主要分為三個主要部分，第一部分水波試驗槽、消波塊及自然生態工法護岸模型設計及製作，第二部分以不同頻率、振幅、水深的水波進行沖擊試驗，第三部分為野外案例調查和過去歷史災害資料分析比較。我們從河岸或海岸觀察各式各樣的人工消波塊，為探討其特性，我們縮小比例製作消波塊模型，利用腳部按摩器的馬達改裝成起波器，實際觀察並紀錄其特性，討論不同頻率、振幅水波，在消波塊的阻檔下，沙岸變動的情形。從期刊雜誌介紹的自然生態工法，瞭解世界水利或大地工程的新趨勢，利用模型實驗探討人工消波塊與自然生態工法的特性；發現各消波塊或自然生態工法護岸均隨頻率、振幅、水深增加而崩塌面積增加，特別設計的自然生態工法護岸兼具消波和生態保育的功能。我們並實際進行野外自然生態、河海工程和水利設施案例調查，提出「與大自然和平共存」、「人非定勝天」、「生態保育」、「生物多樣性」和工程互補的想法，使我們未來環境達到青山長在、綠水長流、魚蝦常駐、人類常遊的境地。

蟛蜞菊為校園常見的植物，也常栽種於行道樹旁、公園內、海濱地區及大樓造景花園等地，是一種普遍的植物，過去我們研究發現蟛蜞菊具有防霉、消腫（蚊蟲釘咬）的功效，煮沸過的蟛蜞菊原汁在殺死孑孓亦具有一定的功效。本研究又持續進行第二階段兩年的研究，探討蟛蜞菊味道是否具有驅蚊的效用，並經由學習化學萃取溶液進一步驗證其成效。我們利用對蟛蜞菊效用的綜合研究成果，結合前人或網路更多蟛蜞菊效益的經驗，希望發展出蟛蜞菊效用的系列環保應用。經諮詢相關廠商指導技術，製作出一系列蟛蜞菊相關的環保用品；例如蟛蜞菊消腫防蚊液、灑粉（殺孑孓）、蚊香、廁所清香劑、肥皂、痱子粉、洗濯液、枕頭等。希望藉由蟛蜞菊四年多來的研究，可以在健康環保工作上，貢獻一分心力。

由於台灣地處太平洋熱帶地區，每年夏天的溫度動輒35、6 度以上，機車騎士在市區騎車時，常被熱氣燻得頭昏腦脹，尤其是在路口等紅綠燈時，週遭汽機車引擎所散發出的熱氣，更是令人叫苦連天。本作品顛覆傳統觀念，不需將龐大笨重的壓縮機背在身上，僅用一片小小的晶片即可散熱。當騎士在騎乘機車時，可避免因為悶熱而造成汗流浹背，以致影響騎車的情緒。若騎士覺得燥熱時，可以打開開關，立即有清涼的冷氣吹在身上，可保持衣服的乾燥與舒爽，減少炎熱夏天的煩躁，大大提高了機車騎士騎乘時的舒適性，並有助於增進行車安全。