生活與應用科學科

這一件「溫排水與海風的偶遇」主要是利用火力和核能電廠靠海的特性，借助海邊最常見的風造成的風寒效應（水蒸發帶走熱量），來降低電廠的溫排水，再把柏努利定律運用在渠道的設計上，然後在實驗中探討空氣流速、溫度、表面積、表面材質、壓力．．．等和蒸發速率的關係以及對於本實驗設計的影響和關係。

「天燈」是我們故鄉的特產，在這次的科展中，我們針對日常生活熟悉的「天燈」進行更深入了解。我們的重點是針對「天燈」的燃燒進行深入的探究，「天燈」燃燒主要的原料是金紙和燃油，首先我們探究油紙折疊方式對燃燒的影響，有哪些燃油和燃料可以讓「天燈」起飛。接著探究金紙、燃油及燃料對於環境是否會造成污染，最後找出低汙染的燃料設計環保天燈。

在冬天的時候，許多人會使用護唇膏滋潤嘴唇，我們查詢護唇膏中的色素成分，幾乎都是人工色素，會造成健康傷害，我們想要製作出天然的護唇膏，以解決健康上的疑慮。我們選用紅色系的色素材料:火龍果皮、洛神花和辣椒色素，比較三者的抗菌性、保濕性和抗氧化性，我們發現以下結果: (一)三種材料都有抗菌性，而洛神花的抗菌性是三者中最好的 (二)保濕性以火龍果皮最佳，辣椒最差 (三)抗氧化性是辣椒大於火龍果皮 接著我們將火龍果皮、洛神花和辣椒色素製作成天然護脣膏，請同學們試用後填寫問卷，調查同學們對這三種天然護脣膏之舒適度、吸收度、著色度、保濕度及口味好感度的滿意程度，以作為將來開發天然護唇膏的方向。

探討不同濃度含氟樹脂對不同針織物(擦拭紙、尼龍布、不織布及碳纖維布)疏水疏油及油水分離的影響。根據實驗結果，含氟樹脂的添加能使不同針織表面具有超疏水疏油性及油水分離特性。針對以上結果，可以歸納以下幾項重點：氟比例的增加對於尼龍布液滴接觸角沒有顯著的影響，但當氟比例高到1%以上，其水接觸角皆大於160度以上。尼龍布具有次微米級的纖維，需添加較高比例的氟，才能達到疏水效果。相較於擦拭紙與不織布針織表面，尼龍布不僅分離速率快，亦可達到油水分離性能佳的優勢。因此，水的接觸角越高，油的接觸角越低，水與油的接觸角差異越大，此油水分離膜的效果越佳！而碳纖維厚度越厚雖然有利於疏水性能提升，卻使得分離速率慢且由水分離性能效率低。

為了達成節能的目的，我們嘗試將陽光反射進室內以替代使用電能的照明設備，但是太陽的「高度角」和「方位角」會不斷的改變，因此我們利用「最佳太陽高度角」及「有效太陽高度角」的觀念設計出「多射角反光鏡裝置」，並以圖面模擬和縮小版的模型來證明它的實用性。

在不斷的嘗試之中， 我們尋找到了合成生化柴油時的最佳比例， 也就是若以2 5 0ml 的回鍋油製作生化柴油時， 建議加入的酒精在2 5～ 4 0ml 之間為宜(回鍋油與酒精的比例在6 . 2 5 ~ 1 0 之間)， 且氫氧化鈉僅需1 g 即可。另外， 在生化柴油的生活應用上， 可將製作出的生化柴油當作油燈的燃料； 在燈芯方面， 需要選擇吸油性較好的物質來製作， 才能吸上足夠的油來燃燒。也可以將柴油混和蠟油， 做成各式各樣的蠟燭喔！

本研究是以自製創新的氣旋式裝置來提昇二氧化碳捕捉效率，並搭配改變吸收液的表面張力以增加二氧化碳的吸收效率，希望能藉由實驗的探討，集思廣義，創造出更好的減碳設備，改善溫室效應。

透過簡易的實驗裝置1、2 的操作﹐觀察紅色毛細水柱移動及U 型管澄清石灰水液面高低變動等外顯性的訊號﹐配合顯微鏡檢視酵母菌數的微變觀察﹐經由實驗裝置1、2 觀察結果﹐進行交叉比對、分析﹐間接瞭解、認識酵母菌與環境間互動的面貌。

本研究的動機是來自於利用日夜溫差的現象，在夜間儲存冷卻水體，而於日間將低溫水\r 送入建築結構裏的冷卻管路中，降低來自天花板和牆面的輻射熱。\r 本研究的目的在於設計具備簡易溫度控制之水冷散熱系統，用於降低建築物的溫度。採\r 用內含冷卻管之1:10 比例的鋼筋混凝土(RC)結構房屋模型，模擬建築物外部和內部受熱後的\r 各牆面溫度變化情況，並探討不同冷卻管路配置和冷卻劑的冷卻效果。\r 本研究主要的結論：(一)、視不同房間之需要，於各個受熱的地方，彈性配置冷卻管路，\r 可以主動移除特定位置之熱量。(二)、含冷卻管之懸吊式鋁製天花板，可以有效阻隔並移除來\r 自屋外和屋內的熱量。(三)、本研究之構想對能節能建築之設計，具有可行性和參考價值。

傳統的太陽電池大都是由矽、及I-VI 族的砷化鎵製成。除了製作程序步驟繁複外，亦需極昂貴的儀器設備，對高中生研究環境來說算是很難達到的。所以本實驗採用較簡單的凝膠方式製作太陽電池薄膜，而且採用現在最熱門的TiO2 奈米材料製作太陽電池。本實驗之太陽電池曾在早期將TiO2 粉末製作成凝膠太陽電池薄膜，除了在數種不同光敏物質添加研究外，而這次本研究採用較新式的TiO2 酸性溶液為電池製作的主要材料，其間的差距在於實驗過程中添加了噴塗酸性溶液的濾網，使產生光電子的容納空間增加許多，產生光電流效率因而提升甚多。 另外本研究一種較創新的設計是將TiO2 凝膠薄膜(thin film)長時間退火所產生的缺陷(孔洞，void)變化。由退火時間加長及退火溫度提高可知TiO2 凝膠的空洞皆變大且減少甚多。如此本實驗太陽電池的照光電流亦提升甚多。退火後凝膠型太陽電池最大光電流可達80μA，酸性溶液太陽電池最大光電流可達90μA。退火前後的孔洞變化可經由光學(OM)、電子(SEM) 顯微鏡加以觀察TiO2 凝膠薄膜表面的孔洞變化，另再配合孔洞密度計算測試(void density estimate， V.D.E.)去定量記錄退火前後的孔洞改變。本實驗TiO2 凝膠薄膜孔洞密度約為 7~9 x10E12 /㎡，最適當的退火(含退火時間、溫度適當控制下)下，孔洞密度可降至 6 x 10E11 /㎡ 以下，如此使奈米TiO2 太陽品質提升不少。