全國中小學科展

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生活與應用科學科

痘高一尺,膜高一丈-以蛋殼膜製備消炎乳液

本研究以環保為出發點,藉由常見的廢棄物──蛋殼為主軸,針對蛋殼膜萃取物進行其抗菌、消炎、保濕等層面之實驗。據結果顯示,蛋膜萃取物對於金黃色葡萄球菌以及大腸桿菌均有良好的抑制功效。由巨噬細胞的消炎測試得知,當萃取物濃度為40μg/ml時即可將NO生成率降低至與未添加LPS組相近;而自小鼠的傷口試驗中,可知少量的蛋膜萃取物對動物亦有很好的消炎效果。對於人體皮膚的保濕率測定,其萃取液亦有不錯的保濕能力。綜合以上結果均證明蛋殼膜在許多層面上確實為極具開發潛力的物質。

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。

四兩撥千斤

在鄉土教學課時,利用各種空罐所做的高蹺,與數學課所學的各種空心柱很類似,因而引起大家研究各種不同形狀空心柱的興趣,期能深入探討:一、不同形狀的空心柱與其〝承受荷重能力〞的關係?二、如何增強空心柱的〝承受荷重能力〞?經以粉彩紙製作正三邊形、正方形、正六邊形及圓形的中空柱體,並比較其在各種不同條件下的〝承受荷重能力〞,發現:一、在相同條件下,以圓柱的〝承受荷重能力〞最大。二、使用〝加強肋〞可以增加〝承受荷重能力〞。根據實驗結果,中空圓柱體具有〝以最少材料承受最大負荷及容易製造的特性〞,此外,利用〝加強肋〞亦可以增加結構強度及較實心柱體大幅節省材料,故常被應用在日常用品及工業產品的製作。

神奇的溫泉魔法球

臺灣堪稱世界溫泉博物館,從溫泉、冷泉到各式各樣的溫泉源頭,不但質好、量多、種類齊全更勝於日本,故臺灣可說是溫泉國家。本(宜蘭)縣內即有二處聞名國內外的溫泉景點,一為礁溪溫泉、一為蘇澳冷泉。溫泉為本縣之最重要資源,本次科展特以縣內溫泉為主題,對縣內之礁溪溫泉、蘇澳冷泉進行研究分析,進而開發具本地鄉土風格特色之特產品。

謎樣寒天

本次實驗的主題是有關「寒天」性質的測定,想了解寒天是否真有─包覆油脂、幫助體\r 內環保的功效。另外同樣是海藻抽出物的「洋菜」,它的特性與寒天非常相近,二者差別又\r 在哪裡。基於此,設計了一連串實驗,探討它們的成分是否相同?不同的添加物對凝結效果\r 的影響?在不同溫度下是否能凝結?能包覆油脂?其他膠質添加物是否也有此效果?\r 實驗中發現各種膠質添加物的吸水能力不同,故以市售布丁的高度為標準,製作出高度\r 相近的凝膠凍,以利實驗進行。

棉花糖製造機

自己也可以做出香香甜甜像白雲一樣的棉花糖喔!只要準備馬達、飲料鋁罐、糖和酒精燈…,在罐子上打上一些小洞,鋁罐一旋轉,鋁罐中燒融的糖漿就會從小洞噴出一絲一絲的棉花糖了。在這個研究中,我們不斷的改良棉花糖製造機及提升製作棉花糖的技術,我們也以(1)洞的高低,(2)洞的數目,(3)糖的種類,三個變因來探討如何做出最多的棉花糖。我們發現將 300 個洞打在鋁罐低處,並使用冰糖可以做出最多的棉花糖,但是做棉花糖的技術也是重要的關鍵。

遇強則強的玉米漿

玉米漿是由玉米粉和清水泡製而成,是一種特別的流體,當玉米粉和水的比例達到3:2時,人在其上兩腳不斷輪流踩踏,玉米漿會變成像固態一樣堅硬而撐住人的重量,使人不下陷,但人若停止踩踏,玉米漿又會變成液態流體,人便會慢慢往下沉。如果玉米漿濃度未達該比例,則上述所有現象皆會消失。我們推測玉米粉的顆粒小,玉米漿流動速度慢,可能是主要原因。我們發現玉米漿能有效緩衝重物的撞擊,我們利用玉米漿「遇強則強」的特性,找出一個最佳的包裹雞蛋方式,保護易碎的雞蛋在不小心摔落地面時不會破裂。

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!

主機房發燒了~雙窗形冷氣微電腦定時控制系統

一般的中小學網際網路主機房的溫度控制皆使用一般的窗型冷氣,但一般的窗型冷氣無法一年 365 天不關機,但機房冷氣卻不能停,如停止冷氣的運轉,則造成連線不穩定,甚至設備燒壞,目前中小學已有學校發生此狀況(如附錄一)因此我們希望使用二台窗型冷氣自動輪流使用,來達到控制主機房溫度的目的,進而使網路連線穩定。本實驗成功地製作一定時電路作為觸控開關的觸控信號產生器,讓二台冷氣能自動不停地輪流替換運轉,學校主機房之網際網路設備得以在適度的溫度控制之下,穩定地運作。除此之外,我們所製作的觸控開關定時器,亦可對工業規格做一建議,希望能開發一定時器提供觸控開關的介面,而觸控開關之電器設備,亦能提供相同之介面,如此生產之定時器即可定時控制所有觸控開關之電器設備,可避免目前觸控開關之電氣設備無定時器可用之窘境。

防蝕專家 - 聚苯胺

聚苯胺導電高分子的發展蓬勃迅速, 其應用也愈趨廣泛, 金屬防蝕為其可能應用之一。台灣四面環海, 工業發達, 造成金屬腐蝕損害嚴重。本文為探討聚苯胺導電高分子在鐵系金屬防蝕上之應用, 針對以下各點進行研究:( 1.) 探討導電高分子聚苯胺性質與合成方法( 2.) 探討聚苯胺導電原理( 3.)測試不同腐蝕條件下聚苯胺的防蝕效果( 4.)探討聚苯胺防蝕原理( 5.)各種氧化還原態聚苯胺防蝕效果之比較。實驗結果顯示塗布聚苯胺與未塗布聚苯胺之鐵系金屬( 生鐵、不鏽鋼、鍍鋅鐵)在3﹪ 氯化鈉、0.5M鹽酸、1M 鹽酸鹽酸溶液中之腐蝕狀況, 以鹼式中間氧化態聚苯胺( Emeraldinebase)最具防蝕效果。聚苯胺防蝕機構包含阻隔防護、腐蝕抑制劑、陽極保護、惰性化、形成保護性氧化物薄膜、阻礙離子擴散速率、電化學介面遷移等機構。\r 英文摘要:\r The development and application of the conducting polymer polyaniline is getting prosperous and popular. One of the applications is corrosion protection. Because Taiwan is surrounded by sea and the pollution of industry is more and more serious than before, the damage of corrosion is greater and should be properly controlled. In this paper, the authors attempted to study the effect of the corrosion protection of polyaniline in ferrous metal. This study could be divided into four parts: (1) the study of the property and synthesis methods for the conducting polymer polyaniline, (2) the conduction theory of the polymer polyaniline, (3) The corrosion protection effects of the polymer polyaniline under different corrosion situations, (4) the corrosion protection theory of the polymer polyaniline, and (5) the comparison of the corrosion protection effects of various polymer polyanilines. According to the experimental results, the Emeraldine-based polyaniline gets the best corrosion protection effect. The mechanism of corrosion protection may be the result of the following ones: barrier protection, corrosion inhibitor, anode protection, innobeling, chemical active layer, inhibition of diffusion rate, and the shift of electrochemical interface.