生活與應用科學科

本研究是製作一部環保、全自動運轉與依照天氣變化可開啟或關閉的澆水開關。 研究從如何把主開關與槓桿結合在一起，使得擺動槓桿就能帶動主開關一起動作；接著研究槓桿左邊該掛上多少的重量，才能夠確實讓主開關開啟，讓水經由主開關流出，分成左右兩邊，左邊是主要應用的出水口，右邊是控制用的，它會把水引到槓桿右端的裝水容器中，使槓桿右端的重量大於左端而讓主開關關閉，水停止流出；接著再研究右端裝水容器中的水，如何減少而使重量變輕小於槓桿的左端，讓主開關自動開啟，繼續下一個循環讓水流出來。 研究發現介質虹吸原理，能夠控制主開關在晴天、陰天、雨天不同天氣，以不同的時間啟動主開關，完成一部具有智慧澆水的自動裝置。

本實驗利用鹽及糖，溶於水中，以觀察（1）容器的高度差，上下溶液溶質間分部的差距。（2）加熱至不同的溫度冷卻後，上下溶液中的溶質的分布有何改變。（3）經過冷凍之後，再恢復至常溫，觀察上下溶液中的溶質分布的變化。（4）利用容器的不同形狀與擺放方式，觀察經冷凍過後再溶化的溶質的分布情形。（5）在市場上經冷凍過後，再恢復常溫下食用的食品，經過如何的改變才能使上下的甜度，添加物分布均勻。

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。

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。

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。

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。

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。

現代人對隨身電子產品的需求與依賴性是愈來愈大，”沒有電可用”這件事是不容許發生的。因此在緊急狀況下由人類的力量自行發電，是勢在必行，值得研究發展的。 我們利用廢棄光碟機改裝的發電機透過USB輸出，可以用於如手電筒、電風扇，甚至對手機充電。我們能透過合作發電，來補足效率不足的問題。 我們從廢棄的光碟機改裝成的發電裝置具有以下特色： 1.簡單裝置就可發電。 2.利用廢棄材料，回收再利用，較環保。 3.隨時隨地都能用，不受環境限制。利用自己的力量發電，有成就感。 4.USB規格，適用範圍廣。 5.體積小，攜帶、收納方便，不佔空間。 6.以自己的力量發電，減少火力發電的碳排放，為環境保護盡一份綿薄之力。