生活與應用科學科

本實驗透過植物的莖在鹼性環境，高溫?燒出各種碳材，經由BET測量微孔表面積、?燒後碳材經SEM測量表面性狀、碳材密度測量、碳材吸水量及以自製電解質擴散裝置測量電解質擴散快慢，對照高微孔表面積的活性碳所組成電解電容器，發現一年生的地瓜、藺草及甘蔗的碳材，所製的電容器其電容量較高，其中甘蔗甚至是活性碳的22.7倍，證明電解電容器添加的植物碳材，其電容的大小主要由碳材密度、表面性狀、碳材吸水量及電解質在其中擴散的速率來決定，碳材吸水量大及擴散慢具有較佳的電容，而不是由微孔表面積的大小所決定。因此，要製作優良的植物碳管電容器，只需在一年生植物中尋找，因為其維管束較少填充木質素，管徑較大，蓬鬆及碳材吸水量大，再配合電解質的擴散測量即可得到適合的物種。

導電高分子可用於製作的「聰明玻璃」，即是電致變色的應用，電致變色玻璃屬於建材領域，一般採用電化學法處理，但此方法無法處理大面積？因此我們思考─可否利用奈米科技中的「自組裝」特性，將電致變色物質附著在 ITO導電玻璃上。如果能停留在表面，因為奈米晶體的體積很小，所則會因表面積效應使得的總面積相對大很多，故由此概念展開本主題之研究。研究過程是先進行文獻探討，再研究利用浸泡自組裝方式生成導電高分子薄膜，其中還須研究找尋另一適當的導電高分子與中間的電解質，完善後須組裝並測試顏色對比，最後針對最大對比色之模組進行耐久穩定性測試。研究發現利用聚苯胺為自組裝的單體原料，在溫度 4 度時兩天是最佳化，且由 SEM 得知高分子之寬度約 500nm。另一片 ITO 玻璃的導電高分子用已商業化、化性穩定的產品─PEDOT-PSS、電解質採用 LiClO4 皆能在測試時有良好的成果出現。組裝後的元件經由循環電壓將近 300 次測試發現，穩定性甚高、顏色對比只降低 4%。本研究成果之元件變色為深藍色與墨綠色，顏色並不豐富，如能改變不同高分子，找尋其他分子材料讓顏色更豐富，再者能採用可撓性的素材，其運用範圍應該會更廣。

國中自然課本中關於氧氣製備的實驗，一般都是以過氧化氫加入二氧化錳作為催化劑來完成。但是，實驗過程中，劇烈反應產生的大量氣體容易發生危險，二氧化錳的回收也費時費力。我們的實驗想找出可用的校園植物，利用內含的過氧化氫酶來取代二氧化錳的功能。根據實驗結果，並模擬學校製備氧氣的環境，水黃皮具有較大的反應溫度範圍，較好的反應速率。尤其是利用4℃冷藏保存的方式，可延長水黃皮過氧化氫酶的正常活性達18天之久，很適合取代二氧化錳。另外，有鑑於市面上攜帶式氧氣瓶的售價頗高，填充新的氧氣又要付費，我們也設計了簡易攜帶式環保氧氣瓶，可以提供給常登山但容易因缺氧而頭暈的山友一個便宜又方便的選擇。

牛奶與金屬離子藉由沉澱實驗，可看出全脂、脂低與混乳對於金屬離子的影響，並推測全脂牛乳對金屬沉澱效果最佳。此外牛奶的pH 值愈低時，不利於金屬離子的沉澱（如鉛離子），但對銅離子則不受影響﹔另外，在不同的溫度下加熱牛奶，牛奶被加熱的溫度愈高，對金屬的沉澱量相對減少。對於牛奶與金屬離子的沉澱反應，其原因可能為乳蛋白與金屬的配位而生成大分子沉澱，或是破壞膠体溶液的帶電性而產生沉澱，仍尚待研究。利用小白鼠進行活體實驗，餵食小白鼠硝酸鉛水溶液後再餵食牛奶，發現只餵食硝酸鉛水溶液的小白鼠體重與食量明顯與有餵食牛奶的小白鼠有差別，且發現未餵食牛奶的小白鼠有類似鉛中毒的情況，有餵食牛奶的小白鼠則否，所以可以推論牛奶對於鉛有一定的解毒效果，若能增加實驗天數，若是利用其他哺乳類動物，可能可以得到更接近預定的結果。

我們應用「拍翅飛鳥」探討飛行的特徵、原理以及影響「拍翅飛行」的因素與變化。經過探討我們發現：一、拍翅飛鳥由翅膀、動力搖桿、身體、尾翼組成，以橡皮筋為動力驅動連桿，使翅膀拍動，讓軟翅擾動氣流達到上升的目地，但是無法載重。二、拍翅飛鳥有左彎、直線、右彎、曲折、S、螺旋型等六種飛行路徑。三、高度、風向與強弱、動力大小、翅膀的夾角、翅膀的大小、尾翼角度會影響「拍翅飛鳥」飛行的距離。四、「拍翅飛鳥」拍翅飛行時，翅膀會阻擋氣流，使得氣流流速變慢、壓力變大，不利飛行。我們利用有趣的科學方式，增加科學知識並應用在生活上，覺得科學研究很有意義。

準靜物如橋樑、火山，由於平常不輕易移動，只有在特殊情況下（如洪水、地震）時，才會發生位移的現象。因此，其微小變位如何測量，一向是科學界較少探討的題目。於是，先由光學槓桿原理著手，經過一番思考、探討，決定採用雷射光作為光源，並作了第一個實驗－－找生活中具極微小變位的東西，如轉動中的電扇、引擎發動的摩托車、被搖動的樹木等，先測試其放大效果。接著就試圖用控制變因的方法，找出平面鏡旋轉角度和光點平移量的放大關係和公式。至於物體微小的平移量之測量，則是利用柱面鏡作為反射，來探討反射點的位移與本來的平移量之放大關係。然而，柱面鏡的反射光點成像並不理想，於是用一種特製的塑膠集光鏡，又稱Fresnel Lens，將光點集中以利觀測，並且找出準靜物之微小平移量及反射光點的位移量的函數圖形。最後，嘗試建立一套光學槓桿式的「橋梁預警系統」。

從焊接練習及數位邏輯實習課程中的學習經驗，應用在專題製作的作品製作上，引發了對於焊接操作的一連串問題，更深刻感受其操作的不方便性，乃試圖尋求解決之道，企求獲得改善，使焊接操作變得更為方便。研究結果及結論為：一、針對焊接操作速度及焊點品質上，除注重焊接技巧所歸納要項外，於焊接操作時，應注意焊錫加入與其碰觸位置，以避免對焊接操作速度及焊點品質造成影響。二、焊接操作時，宜注意電烙鐵焊接工作溫度的掌控及與被焊元件碰觸時間的長短。三、研究製作之焊接輔助進錫裝置作品，確實達到輔助焊接工作順利進行，並改善焊接操作時，焊錫接觸位置不穩定的情況；操作簡單，具便利性，因具備獨創性且實現性高，已經提出發明專利申請。

本研究從第 53 屆全國科展「羽置今拾」延伸，以將羽毛球收集整齊為此次研究內容與目的。此次成品應用Arduino控制板、超音波感測器與紅外線感測器進行組合，並實際製作出成品。將其過去作品改良，使連桿裝置的摩擦力變小，達成快速拋起動作，並利用馬達、凸輪與彈簧的機械結構組合，使每次撿拾羽毛球的力道相同，便於研究羽毛球的掉落與集球裝置位置。利用紅外線與超音波組合，感測羽毛球將其自動拋起，且使羽毛球能夠準確地掉入自製集球器當中，完成半自動化的撿拾裝置。

本研究目的藉植株生理觀測，了解睡蓮生理及切花特性，以利切花採收時機與處理，期以簡易保鮮劑，維持品質並延長瓶插壽命，以提升附加價值。觀測生長過程並作解剖，比對與蓮花差異，使易了解生態且資料更具參考價值。利用夜開及日開型睡蓮為材料，量測花苞尺寸、成熟度、需水及離水情形、瓶插切梗、穿孔、光照、保鮮與瓶插壽命之關係。試驗結果，夜開型不適合切花、日開型瓶插有 5 天壽命，花梗須以支持物支撐。切花以可當日綻放者為佳，貯運需遮光與保濕；花朵不成熟、受損、穿孔、離水超過 30 分鐘者其綻放與閉合機能會喪失；瓶插每日換水並切梗頭端，可利用生理食鹽水、酒精、維生素 C 等作為保鮮劑，有利花朵品質及延長瓶插壽命。

在電影院戴上偏光眼鏡時，左眼會看到一個平面影像，右眼會看到另一平面影像，這兩個平面影像的水平位置會有位移，兩眼同時觀看時，大腦會將2個平面影像合成1個3D影像。而「特殊銀幕」是偏光3D的關鍵，但價格昂貴，約3萬元，我們想要找出便宜的材料降低螢幕成本，於是我們測量不同材質的「偏振保留性」、「反射性」、「漫射性」，發現材質表面呈現金屬光澤可保持偏振性；表面光滑，反射性佳、但漫射性不好；霧面的材質，反射性不好、漫射性佳。接著，進行噴漆探討，噴漆後，偏振保留性、反射性及漫射性皆提昇。然後，從不同顏色的噴漆實驗中發現，以白玉卡閃銀、豪卡板銀及珍珠板銀效果最佳，最後利用自製3D螢幕進行3D圖片觀察。