生活與應用科學科

運用界面活性劑會破壞水的表面張力之原理，找出能讓紙蛇轉動速度最快之條件，並從日常生活中尋找也能使紙蛇轉動的液體。利用同一原理，發現其他有趣的小遊戲。

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」。

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。

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。

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。

福木是校園中常見的景觀植物，因為果實無人食用，每到夏季落果時，果實腐爛會產生臭味及吸引蚊蟲，造成師生困擾，我們以「資源再利用」的概念，將福木果實製成七種不同成分的環保酵素，並設計實驗來驗證它的功效，希望能用來解決一些校園的困擾，實驗結果如下：含果皮、果肉和種子的七號福木酵素能抑制校園雜草土香的生長，也能有效防治菜園裡的扁蝸牛和紋白蝶幼蟲；內含果皮和果肉的酵素，稀釋後最適合當植物的液肥；福木酵素能驅趕蚊子，但無法消滅孑孓；比例1：1600的二號果肉酵素能淨化生態池水質，減少藻類產生。透過科學的研究，我們找到將福木果實有效利用的方法，讓它不再是禍害，而是可以用來造福校園，改善生活的利器。

薑黃近年來成為熱門的保健食品，在生活中常被當作香料使用，是咖哩的主要成分。薑黃素是很好的抗氧化物質，我們主要採用碘滴定法來測量薑黃與不同根莖類蔬果的抗氧化力，其中薑黃的抗氧化力最好。經由加熱後，其他根莖類蔬果汁的抗氧化力下降許多，但是薑黃加熱至90℃或是持續加熱10分鐘後，薑黃的抗氧化力差異不大，因此，薑黃是可經由長時間烹煮的食材。薑黃除了當成食材運用外，亦可製成手工皂及護手霜，手工皂中有添加過濾後的薑黃汁液，清洗後不會有薑黃色素殘留，反而洗後滑嫩不乾澀，還留有淡淡薑黃的清香味。

本實驗的重心，是以如何讓氦氣雲朵，成功塑形並飛入雲霄，以此作為貫穿整個實驗的主幹，並在隨著實驗的主幹前進當中，挖掘、研究許多藏於其背後的科學原理。 首先，第一個為先研究，如何讓氦氣泡團獲得最佳的上升動力，揭發其與氦氣泡團總體積、總表面積、組成的單一氣泡大小、界面活性劑及添加劑等等的關係。另外也去探討這些與其結構、穩定、塑形難易的關係。 再來，考量並嘗試多種方法，讓氦氣泡團，穩定、均勻、大範圍的進行輸出。均勻、大範圍輸出後，接著在眾多的，對氦氣泡團的切割分離法中，選定了利用靜電進行切割。最後，則是研究、探討某些氦氣泡，會有先飄後降的問題。並移到戶外，進行實際總檢測。