生活與應用科學科

本實驗分別以水滴及擺鎚敲擊含羞草的關節，試圖測量究竟多大力量才會引發含羞草的觸發運動。結果發現三級關節最敏感，一級關節較遲鈍，二級關節則無反應。當經由水滴滴在羽軸以檢測含羞草觸發運動的敏感度變化時，發現一級關節在夜間反應率比白天高很多。進一步以擺鎚直接敲擊一級關節，發現其敏感度日夜間無甚差距。此外在小葉都是閉合的情況下，敲擊羽軸以檢測一級關節的反應；結果日夜間也差距甚小。我們推測在小葉展開時，敲擊的作用使三級關節的葉枕萎縮；當作用力透過羽軸、葉柄傳遞至一級關節時，三級關節的的葉枕如同避震器一般藉由變形而削減了作用力。這個推測透過比較小葉展開與閉合時一級關節的敏感度而證實。藉著測量一級關節在小葉展開與閉合時最低作用力矩推算，每經過一對葉枕大株含羞草大約可以削減 1.8~2.2％的作用效應，小株含羞草大約可以削減 6.1~8.5％的作用效應。

塞車是每個人的夢魘，開車順暢是所有人的希望，因此我們實地觀測紅綠燈的現況，想找出塞車的原因，並想找出解決塞車的方法；從一連串的實驗中，我們設計出文化路、縣民大道、民權路的紅綠燈關係圖，用圍棋子模擬車輛，實驗目前的紅綠燈秒數，找出塞車的原因，並且想出紅綠燈連線的方法和紅綠燈秒數的最佳數據：文化路是紅綠燈週期90 秒綠燈70 秒，縣民大道是紅綠燈週期90 秒綠燈70 秒和紅綠燈週期120 秒綠燈90 秒。

生物賴以生存的四大要素陽光、空氣、水、養分中，水占了一席之地。水的重要性，不僅是因為它是很好的溶劑、是六大營養素之一、也可調節體溫及代謝廢物。現今國內水資源缺乏，再加上水源的污染相當嚴重，想要在戶外隨時可喝到安心的水很不容易。當備長炭(或竹炭)、麥飯石、過濾棉、明礬、奶粉分裝瓶、蓮蓬頭延長接頭組等這些常見、易取得的濾材及零件組合起來，會有什麼樣的火花產生？只要稍加經過分析及巧思的安排、結構的組合，便可成為一般大眾廣為推行的DIY過濾裝置，既經濟又實惠！在面對水資源缺乏及水源汙染的情形下，民眾可將此裝置隨身攜帶，也可依實際狀況再加以使用。

參觀汙水處理廠後，引發我們利用備長炭、石頭、蚵殼等有孔洞的物質為濾材，希望在汙水來源地現地處理，降低汙水中的含磷量，提高透光度，改變汙水酸鹼值。 實驗中我們發現粒徑小的蚵殼效果較好，先利用黑糖水模擬汙水，使用自製濁度計、自製過濾器、自製測磷儀器以檢測汙水處理成效，再實地採水樣檢測去汙效果，實驗結果顯著。結論如下： 一、蚵殼主要成分為碳酸鈣，呈多層次結構，透過震盪可重複吸附含磷量。 二、在粒徑最小、200℃烘烤蚵殼，磷的吸附率達93%，水質趨於弱鹼性及中性。研究發現蚵殼為現地處理的有效濾材。 三、以蚵殼過濾實地採集水樣，酸鹼值轉為微鹼，透光度提高，建議蚵殼淨化汙水，pH值須在5.9以上的環境。

台灣重工業發展帶給人們經濟奇蹟，但同時也對環境帶來了莫大的汙染。比如西元1950年在日本發生鎘中毒的痛痛病；1959年的汞中毒引發水俁病等等…。如何去除水中金屬離子，一直是國人關心的議題。 本研究主要利用高中所學之氧化還原及奈米材料等概念，探討零價奈米鐵(Fe0)還原六價鉻(Cr6+)之還原反應現象及除汙能力。並進一步比較有機型分散劑(澱粉)以及無機型分散劑(奈米黏土 Laponite)對奈米鐵之穩定度。發現在比例nanoFe/Cr6+：11.75(w/w)的情況下，空白組(未加入分散劑)之殘留率高達34.51%，我們所製作之複合材料(以pH=6.64之laponite(aq) 0.25wt%為分散液)仍然具有除汙能力(殘留率

衣物沾到頑強污漬。如：墨汁、果汁、咖啡、茶漬、紅藥水、醬油、口紅印、\r 油漬、鐵銹…等，是常發生的事。如何排除以市面上販賣的清潔劑，又能達到洗\r 淨效果呢？我們蒐尋了很多無污染洗淨效果也不錯的替代品。包括：醋、氨水、\r 啤酒、鹽、酒精、檸檬、漿糊、蘿蔔汁、牛奶、雙氧水….等。只要在沾到汙漬\r 的地方，加上適用的清洗劑即能達到不錯的清洗效果。不僅可以省去使用大量清\r 潔劑所帶來的後遺症。例如：汙染水源、傷害布料、侵蝕皮膚等；重要的是取得\r 容易，價格便宜。在物價飛漲，荷包緊縮的年代，兼顧省錢又環保是本研究的主\r 要目的。

本研究主要利用最簡易的金屬還原法研製奈米銀及奈米氧化鐵粒子。而奈米銀主要在隱形的研究,因直徑 200~400nm奈米粒子對部分紅外線波段有吸收的效果。所以本實驗針對這現象設計用熱電偶的探測設計來探討奈米銀在隱形上的研究。另外奈米氧化鐵將其應用在奈米藥物輸送的領域。主要是將藥物包裹奈米氧化鐵粒子，藉著外在磁場的導控達到患部治療，所以奈米氧化鐵的研製在本實驗是極為重要的。界面活性劑的選擇影響實驗很多，界面活性劑有防止奈米金屬粒子團聚的效果，所以無毒、成本及長效性是主要的考量。奈米銀填充於布料將可製作隱形衣及去毒製品。而奈米氧化鐵在後續的氧化處理及其表面沾黏物(藥物)的生長，將可製作奈米探針及藥物，是個很不錯的應用。

我們以超過傳統1.96 倍(平均值)發電量的新式 Stanley Generator(SG)同軸發電機應用在水平軸流體發電及垂直軸流體發電，並結合水平軸可多層次利用流體動能及垂直軸簡易的優點，設計出新一代HV(Horizon Vertical)系統。設計並檢測阻流型葉扇及撞流型葉扇不同長寬幾何比例及不同的葉面傾角度，在風速0.5m/s~5.0m/s 情境，測量葉扇的轉速，結果阻流型葉扇以第4 組葉扇(21.5:10:40)於葉面傾角10o、撞流型以第二組葉扇(21.5:10:40)，所得啟動風速最低且轉速最平均兼顧低風速啟動及高轉速維持。同時設計了各式SG 應用模組，包括一級應用的三層流體動能擷取系統，二級應用的雙軸單增速系統，三級應用的雙增速HV 系統。都能發出比一般發電機高的電量(1.48~1.96 倍)，也更快(較低流速)達到發電機最大(額定)發電量。

您知道嗎?原來許多玩具的設計，在大樓發生火災時也可用來作為逃生的器材。本實驗主要在運用玩具的原理，設計各種大樓的逃生方法，並探討其優缺點。從玩具的觀點出發，你將會有意想不到的發現。

Cuica是巴西特有的樂器，它長得像鼓，但卻是用摩擦的方式發出奇特的聲音。研究後發現它的原理是：濕布摩擦竹籤→竹籤振動→帶動罐子底部振動→罐子就是音箱放大聲音。 為了測量的一致性，我們設計了一台機器可以自動演奏Cuica。機器包含2部分：模擬手揑摩擦器、模擬手前後推拉器，這樣才能去除不同人演奏的因素，讓實驗結果更準確。實驗結果發現，演奏時必須要有適當的緊度、摩擦力摩擦竹籤，才能讓底部振動產生聲音。另外圓筒高度、棍子長短無法明顯改變Cuica音調；但是圓筒直徑、底部材質鬆緊、手壓底部中心緊度可以明顯改變Cuica音調。 最後我們用生活物品自製Cuica，圓筒底部插一根竹籤，底部要有一點彈性可以振動不能太硬，就可以感受到巴西熱情的音樂了！