化學科

本研究結合薑黃素與幾丁聚醣，消除水中有機色素與重金屬離子、淨化水質。利用薑黃素光降解、可螯合重金屬離子之特性，並解決薑黃素金屬錯離子在水中無法分離之困擾，結合幾丁聚醣作為環保載體，探討各條件下薑黃幾丁聚醣膜降解有機色素及吸附重金屬離子之效果，使用薑黃泡綿針筒抽濾法，更是直接提高吸附速率與效率。有機染料Black B、Cu2+、Cr6+(Cr2O72-)消除率分別為 99.52%、94.47%、99.17%。 進一步運用分光光度儀檢測原理，以便宜的光電二極體裝置，結合全天然、無毒、生物可分解的薑黃幾丁聚醣泡綿，研發出『高效率、低成本、即時檢測』的一套自製有機物降解暨重金屬離子吸附之自動循環系統，只需循環20分鐘，有機染料Black B、Cu2+、Cr6+(Cr2O72-)消除率分別高達99.41%、94.38%、99.03%，效果極佳。

四上的戶外教學，老師帶我們到風力發電園區參觀，以及看了學校的太陽能板工程，我們才知道神奇的風能、太陽光、熱能都能轉成電能。原來，這些都可以發電，那還有什麼東西可以發電？我們蒐集關於發電的資料，竟發現有種來自植物的葉綠素電池也能發電。由於我們野外也有許多綠色植物，它們享有當地得天獨厚的強烈光能，所以我們也想了解這些綠色植物真的能由光能轉成電能，變成一顆可帶著走的可充式『行動電池』嗎？我們決定親自來嘗試是否能將當地常見的綠色植物製作成一顆電池。

本研究旨在尋找校園內具有蓮花效應之植物，藉由在Motic數位光學顯微鏡下觀察植物切片發現這些似蓮植物葉面表皮細胞擁有特殊大小與形狀的表面突起，使水滴難以停留在葉面上，再延伸探討液滴體積大小、不同溶劑及不同溶質的水溶液在葉面的成珠情形。由實驗結果發現在水中加入電解質(酸、鹼、鹽)時，表面張力隨著溶質濃度增加而上升，但超過一定濃度時反而出現下降的趨勢，可能因為高離子濃度造成表面附近的排斥力增加所致，在水溶液中加入非電解質(葡萄糖)、有機溶劑、清潔劑等，皆會使水的表面張力受到破壞，表面張力隨著溶質濃度的增加而下降，實驗測量出的結果與理論趨勢相吻合。

本研究針對飲料中所含之鋁離子及飲料對鋁罐的侵蝕程度做探討；但限於設備與經費，故仍採用傳統的定性分析方法來檢驗各種飲料中的鋁離子；並先做數次的對照實驗，以期提高實驗的準確與可信程度。實驗中使用丁烯二酸鈉來檢驗鋁離子，經過對照實驗證實：以照光觀察沉澱方式，可檢驗鋁離子濃度達 0.27ppm。再配合鋁罐的重量測量，以 Q 試驗與人為取捨兩種方式處理數據；由數據與沉澱現象交叉比對的結果相當令人驚異：在檢驗的飲料中，茶類，啤酒原本就含有鋁；而在測試飲料對鋁罐的侵蝕程度時，在測試前後鋁罐的重量方面除了啤酒與運動飲料外，其餘鋁罐明顯普遍減輕；而飲料中鋁略有增加，連蒸餾水都會溶解小部份的鋁。在影響溶解的因素方面，溫度高，時間長，強酸強鹼都將增加溶解的程度，但接觸空氣與否則對溶解程度影響不大。

本實驗探討小球藻在不同變因下吸附Cu2+的能力，並比較活藻與死藻的吸附能力，控制變因包含接觸時間、Cu2+濃度及吸附劑(藻類)的克數。再將不同接觸時間代入動力學模型分析吸附行為。 結果發現，活藻與死藻吸附的最初5分鐘，吸附能力高達85%，而吸附能力甚至隨時間拉長而增加；金屬濃度及藻類克數變化也與吸附量呈正相關。在動力學模型方面，活藻在擬二級方程式有良好的線性關係，以擬二級動力學模型能解釋活藻的吸附行為；另外死藻在三種動力學方程式皆有良好的線性關係，適合解釋死藻對銅離子的吸附行為。而在等溫吸附模式，活藻與死藻在Langmuir、Freundlichz方程式皆有良好的線性關係，皆能解釋其吸附行為。

我們發現將麵團置於有空氣的情況下、以40 ˚C的水所和成的麵團發酵情形、彈性和柔軟性皆最佳，且增加適量的糖(3%)可加速發酵，少量的鹽(1%)可讓饅頭口感更具彈性，過多鹽(3%)的話，會抑制發酵。麵團發酵80分鐘時，膨脹已經不明顯而酸度仍持續變酸。使用糖類來發酵的時候，以果糖發酵效果最快，而冰糖、砂糖最差。添加物中豆漿發酵情形最佳，而咖啡饅頭彈性和柔軟性都好。根據這些特色研發各式創意饅頭。如獨具金門特色高粱、花生饅頭；搭配時節桑葚、香蕉水果饅頭；迎合口味奶茶、可樂、啤酒、牛奶巧克力饅頭、起司火腿玉米饅頭、爆漿巧克力饅頭，激發大家的創意，迎合大家的味蕾所研發獨具特色饅頭。

當今地球的全球暖化現象愈發嚴重，二氧化碳濃度持續上升。為了解決這樣的問題，我們決定研究生質丁醇，以取代石化燃料，減少碳排放量。我們探討的變因有：基質濃度、pH值、溫度三項。藉由改變各項變因的條件，探討不同情況下廢水產生丁醇的效率，並求出生產丁醇的最佳條件。目前已將濃度部分實驗處理完畢，我們發現COD在150 ppm的產率較200 ppm為高，並想辦法改變參數條件為產丁醇菌種之最佳條件，以達到最佳丁醇產量之效率。

本研究的工具是光敏電阻、數位電表及電源供應器以及一個暗箱所組成的「自製濃度觀測工具」。利用珍珠奶茶的大吸管內裝有色離子溶液，放置於冰櫃中冷凍。冷凍完成後取出，以線鋸鋸開吸管當中的冰塊(每 5 公分一段)，待其熔化成水溶液，以自製工具觀測其濃度。操縱變因是吸管水平或垂直擺放、全部同時冷凍或分段冷凍、冷卻速率、溶液的濃度、冷凍的溫差、以及吸管的長度。結果可以清楚得知最初結成的冰濃度幾乎為零。冷卻速率愈慢，對低濃度的溶液驅趕離子效應愈明顯。吸管愈長，末端離子濃度幾乎不變。改變冷卻的溫差更能夠將溶質粒子推擠到吸管的末端。垂直擺放下方較濃，並證實水結冰的推力非常的小，並不足以改變地心引力所產生的濃度梯度。

我們測試鼻涕蟲導電實驗，卻發現鼻涕蟲添加「加鹽沙士」會變軟黏！經過實驗得出下列結論： 1. 沙士鼻涕蟲變軟主因是糖水。「膠水添加單醣或雙醣溶液製作鼻涕蟲會變軟變黏」，命名為「軟黏效果」。主因是單醣（雙醣）代替膠水提供氫氧基與硼砂水的硼酸根離子結合。 2. 「和水結合會導致鼻涕蟲變軟不變黏」，命名為「稀膠狀態」！「膠水加水稀釋、長期泡水、加水加熱、糖水鼻涕蟲加少量水攪拌」都會產生稀膠狀態！主因是水讓膠水的氫氧基彼此距離變遠，但氫氧基數量不變。 3. 多醣加硼砂水加熱可取代膠水做成鼻涕蟲，主因是多醣為直鏈結構，加熱後分解出單醣（氫氧基），與硼酸根離子形成交聯作用。 4. 沙士鼻涕蟲可應用於吹泡泡、養鼻涕蟲、進行手繪電路。

空氣，是生物不可或缺的，如何減少空氣污染淨化空氣是許多科學家努力之目標。我們結合構想與實際操作實驗的結果，製作出一個簡易且可以吸收大氣中主要污染源：二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等的模型，所得之碳酸鈣，亦可做為防火建材、石膏……等。在實驗過程中，先找出吸收液的最佳種類、濃度，確立吸收液體後，分別以二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物作為實驗的主要氣體；並進一步得到廢氣對吸收液的最佳需求量。實驗結果顯示：氫氧化鋇吸收率最好，但我們則以石灰水為主，因氫氧化鈣方便取得，成本低。石灰水對二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物吸收的最佳濃度，結果是 0.6M、0.8M、0.9M 的石灰水吸收率最好。而 4300 ㏄的二氧化碳、6500 ㏄的二氧化硫對氫氧化鈣的需求量只要 1300 ㏄、1950 ㏄，如此一來，吸收液不會因過量而造成浪費。這些結果，將可作為一個參考，並可和我們的裝置相連結。