生活與應用科學科

近年來，台灣的食安問題頻傳，常看見新聞報導添加二氧化硫的黑心食品，所以我們想利用生活中容易取得的東西，找出檢驗殘留二氧化硫的簡易方法。我們的研究發現：萃取紅鳳菜內含的花青素可以檢測二氧化硫，檢測的最適濃度區間為0ppm～100ppm。花青素與食物樣品以1:1的方式反應40分鐘後，搭配手機色彩分析APP─Color Grab、Color Math進行採色並計算出花青素褪色與原色之色差，再對照本研究之「二氧化硫含量與色差△E值關係表」，就可以推估二氧化硫的殘留量(ppm)，而且不受食物原有顏色之影響，其結果與二氧化硫試紙、分光光度計檢測法之結果相符。這研究結果顯示只要運用蔬菜中的花青素跟免費的手機APP，就可以讓一般民眾在家DIY，自己檢測食物中二氧化硫的殘留量。

在家中種植物可以綠化環境，令人賞心悅目。但照顧起來卻有些麻煩，有時忘了或出外旅遊無法澆水，而使植物變得奄奄一息的。為了解決這個問題，我們嘗試利用回收資源做為材料，設計出環保實用的自動澆水器，讓家裡種的植物可以一直綠意盎然。 我們主要是利用自製的漏刻與九龍杯，來控制澆水的水量與時間，並從中探討漏刻及九龍杯的現象與原理。在實驗中，觀察漏刻出水孔的孔徑粗細、數量多寡等變因對水流流速的影響，觀察九龍杯杯身大小、管口位置等變因對水流流量的影響。最後，利用毛細現象將澆水後流入集水盤中的廢水導引到其他花盆中，提供其他植株生長之用，充分利用水資源。

本研究探討「浮空投影」相關原理，並比較浮空投影器效果之影響因素，含不同斜面角度的四角錐、相同材料製作三、四、五角錐、不同厚度的透明清玻璃與PVC片及壓克力、相同厚度的黑半透明壓克力與透明壓克力、半反射綠玻璃與透明清玻璃之投影清晰度，以及貼上同廠牌三種不同隔熱紙對強光下投影之改善情形。並針對浮空投影器媒體螢幕影響因素進行探究，含不同螢幕亮度、對比度、濾藍光量、環境照度之投影清晰度。 結果顯示1mm透明壓克力製作的45度四角錐在成本、製作與使用效果上有最佳表現，輕便投影器以市售2或2.5mm A4 PVC膠片製作較優；螢幕則以高對比、高亮度、不濾藍光、亮度高於環境等條件可以達到最佳的投影效果，最後將結果應用在虛實互動浮空投影器及類3D立體投影電話。

本研究探討如何讓磁鐵穩定懸浮，分別藉由光二極體與霍爾感測器偵測懸浮體位置變化，由Arduino內部計時器計時並計算懸浮體移動速度，藉由位置偏移量與移動速度來動態調整電磁鐵輸出的磁力大小。實驗中我們發現，使用光二極體來偵測懸浮體位置變化較使用霍爾感測器時訊號的穩定性較高可達穩定懸浮，但可偵測之間距較窄，僅在雷射光的直徑(約3mm)間；使用霍爾感應器時可藉由運算放大器將訊號放大，並藉由濾波法處理訊號達到穩定懸浮，其調整間距較寬可達 5mm以上；其中我們發現算術平均濾波法的雜訊抑制效果較中位數濾波法的效果更適合磁懸浮。

它是一種沒有輪子的運輸設備，以壓縮的空氣作為浮起來與往前推進的動力，能在任何地形行走，包括水面。 研究中得到的結論如下： 一、研究中利用不同材質(鋁箔、紙、保麗龍)的氣墊車找出了更適合做氣墊車的材質為:鋁箔材質＞保麗龍材質＞紙材質。 二、研究中發現到速度大小:鋁箔＞保麗龍＞紙材質，但若沒有車底氣裙時，速度大小:紙材質＞鋁箔材質＞保麗龍材質。 三、在氣墊車車後置一電風扇向其正向吹風，則船的速率不變;而氣墊車右方或左方置一電風扇向其側向吹風，則船的速率受到側風風速影響使的氣墊車偏離車道速度變慢。 四、最佳效果 — 改良版氣墊車：鋁箔材質、把底盤周圍墊高並加裝車底氣裙。

我們使用幾丁聚醣在仿人體的環境下吸附重金屬離子，比較其吸附效果。發現在吸附時間1小時內速率最快，且吸附最好之硫酸銅溶液濃度為0.125M。在改質方面，以去乙醯度高(胺基含量大)的幾丁聚醣吸附效果最佳。而且隨著幾丁聚醣克數的增加，對銅離子的吸附量也隨之上升。至於溫度則是以最接近人體溫度40℃時吸附量較好。而銅離子在水中的吸附量會較在生理食鹽水和林格氏液中還要好。在不同離子的吸附實驗下，GA0的吸附效果為Cu2+＞Co2+＞Ni2+，因幾丁聚醣內部的胺基與銅離子的螯合效果最強烈。幾丁聚醣吸附效果隨著pH越酸，吸附效果越好。 分子量越大的幾丁聚醣吸附效果越好。

影響物體沉入水底或是浮出水面的最主要原因，就是物體的重量與浮力兩者作用的結果。對於無動力的水下滑翔機，我們做了兩組實驗，其一主要是改良水下滑翔機，其二是以長度、寬度(操縱變因)來了解其走的距離行程路線角度。發現機翼面積會影響浮力及阻力，不同的機翼長、寬能適應各類深度的水域。

研究利用酵素、茶葉、基質和呈色劑產生呈色反應，觀察酵素的活性受農藥影響的程度判斷茶葉和茶水農藥殘毒多寡。 經過兩次改良，設計了易攜帶、低成本的木製比色儀器，用不同濃度硫酸銅水溶液確認自製儀器測出電阻數值和水溶液濃度有正相關，用呈色反應的黃色溶液測試自製儀器宜搭配紫色LED光源，用Tinkercad軟體繪製3D設計圖，並3D列印出儀器成品，可量產供大眾居家使用。 利用分光光度計測量茶葉吸光值農藥殘毒抑制率，發現與自製儀器電阻抑制率接近，自製儀器檢測茶葉、茶包、茶水農藥殘留抑制率，也探討泡茶溫度和時間對農藥殘毒抑制率的影響，實驗證實，將洗茶水溫80°C、時間20至30秒洗茶的第一泡茶水倒掉，可去除原茶葉中96%以上的農藥殘毒。

教室的投影機投射影像很不清晰，且第一排靠窗邊的同學也被陽光照得很不舒服。因此，我們希望將太陽光阻擋，並且善加利用太陽光的熱能。 我們先了解回收資源中的鋁罐具有遮光效果，於是製作「瓶子窗簾」，並且希望能以方便又有趣的方式利用太陽光的熱能。本實驗探討在不同條件下影響鋁罐水溫上升的各種因素，及如何維持吸收陽光熱能後水溫的方法，最後製作「環保熱能窗簾」。改良後的「環保熱能窗簾」水溫明顯提高了，對清除油膩的餐具有很大的幫助。 我們也運用「冷水增溫器」改良製作「環保節能牆」，型式分別為「節能降溫牆」和「節能增溫牆」。節能降溫牆之前、後方的溫度差異明顯；而節能增溫牆會影響其前、後方的溫度差異，但差異並不大。

隨著電腦及網路科技的快速發展，資訊科技在教育上的應用愈發受到重視，本研究以學習互動裝置(Makey Makey)，讓孩子在創思科學方面進行發想，主要結合四年級電路概念及電腦課程中所學的積木(Scratch)程式設計，探究生活中的物質導電性，以此做為互動裝置的設計。將實驗過程中可導電的物質，當成是介質，透過Makey Makey電路控制面板，利用Scratch程式設計進行電腦的操控，設計出可以發出不同音階及不同節奏的 ”水”鋼琴互動裝置，只要輕輕一踫就可以彈奏出美妙的音樂，更可以替換不同的介質，在不需更改任何程式狀況下，進行互動增加樂趣，研究中也成功挑戰程式在平板電腦的應用，增加程式的可攜性，只要連接上網路就可以隨時隨地帶著走。