生活與應用科學科

本研究主題分為兩部分。 一、發展一套可信的分析方法，利用小型手持式PM2.5偵測器來取代大型定點觀測站的測值，讓細懸浮微粒的數據更具即時性與位置的代表性。本分析方法採用相對誤差與線性回歸的科學統計找出手持式偵測器與定點觀測站測值間的相關性。 二、局部性汙染源的即時分析，一直是大型定點觀測站較弱的一環。但是當我們確認上述分析方法可行後，便能利用手持式偵測器對於生活中可能發生高PM2.5濃度的環境做快速且即時分析，以釐清當下的濃度對人體是否有害，必須立即迴避或是做好妥善的防護。最後我們將無人空拍機搭載手持式偵測器，藉以完成垂直高度與大範圍的PM2.5濃度分析，這項技術未來可用在監控汙染源或是救災等重要任務上。

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。

本研究是在瞭解微波爐的加熱原理後，再探討微波爐加熱不均勻的現象，希望透過加熱杯水與食物，以便了解微波爐空間中能量與食物溫度的分布情形，以提供微波爐廠商和使用者幾點建議，讓微波爐的功效更加提高，也讓我們的生活更加便利。

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。

我們利用硫酸涵浸之固態酸TiO2奈米管催化酯化反應，最佳涵浸硫酸濃度為0.1M，最佳加熱時間為18小時，轉化率可達90％，重複使用六次後轉化率仍可達70％，再使用過錳酸鉀強氧化劑提升其催化效率及次數，可使用達十五次，轉化率仍維持70％以上。

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。

我們的研究主要在於自製出一個可以檢測脊椎側彎的工具，用來檢測各種形式的護脊書包的護脊效果，並使用壓力感測器測量各式書包，它在我們人體各部位的壓力值，從中我們可以探討出造成脊椎側彎的關鍵因素為何？最後我們找出了最佳的護脊背墊，也研究出可以將普通書包改良成護脊書包的方式。

「發電扯鈴」是利用「電磁感應」來發電，其關鍵為線圈與磁鐵要有相對運動。我們在同一個扯鈴上設計「快鈴」與「慢鈴」，並使用「軸承」令其產生速度差。經過第I代到第III代的十三個實驗，我們改良扯鈴結構、製作發電線圈，終於製作出不需要裝電池，有別於市售的發光扯鈴。當「快鈴」與「慢鈴」速度差約每秒轉5.63圈時即可點亮LED。

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。

本研究以尿液、廢棄電池等生活上的廢物重新利用為主軸，賦予其新的使命價值。第一階段我們使用從廢電池裡取出碳棒、生活中不用的小容器以及人體的排泄物-尿液，組裝成尿液電池；第二階段則以人類身體內部的狀況(例：血緣關係、年齡層、性別及健康狀況)來做為尿液電池實驗的比較；第三階段則是進行與飲食習慣有關的實驗包括：葷素食、飲水量等進行探究比較。結果讓人驚訝！接續的實驗是以保存天數測試尿液的電性，並嘗試利用棉花改變尿液的型態進行測試，結果頗值得後續繼續探討；最後以尿液電池再進一步測試應用，發現只要有一顆尿液電池，便可以讓蜂鳴器、LED燈、小風扇啟動，真是小兵立大功呢！