化學科

本實驗透過MoS2與Keggin金屬氧化物複合，分解水中有機物。MoS2價格便宜，具有與石墨烯相似的平面結構，且吸收波段位於可見光範圍。超音波震盪輔液相剝離法製造奈米級MoS2，創新使用深共熔溶劑ChCl-Urea作為嵌合溶液，不同於科學界常用的離子液體製程，其具有100%原子使用效率，是無毒又經濟的有機溶劑，結合MeOH降低溶液的表面張力的優勢，進而增加MoS2的分離效果，並探討不同條件的製作效果。本實驗研發出具『高效率、低成本、製程簡易』的複合材料製程，整個製程僅需30個小時，即可製作出具光催化效果的複合材料，最佳複合材料模擬太陽光照射30分鐘，亞甲基藍分解率高達98.5％， 且具有無二次汙染與可重複利用的優勢，是具經濟效益的新式有機汙染物去除法。

我們成功利用點擊化學(Click Chemistry)合成出C1、C2、C3三個含有三唑(triazole)的化合物，三者的共同特色是具有對稱特性的超分子結構，C2、C3會自組裝成網狀結構並與有機溶劑形成超分子有機凝膠；經由實驗我們以成膠能力最佳的C3作為後續實驗主要研究對象。我們研究的內容包含基本物化性以及周圍環境對凝膠形成的影響，發現溫度、溶劑、濃度都會影響其聚集形貌。而我們對其分子間的作用力進行研究，得知主要以π-π堆疊、氫鍵及凡得瓦力等非共價鍵作用力維繫分子的結構。另外我們發現C3分子在凝膠態與薄膜態放光增強的效應，推測此分子具有AIE 效應(聚集誘發螢光增強)。最後，我們根據實驗結果，推導出C3分子形成凝膠的機制。

在製造氧氣實驗課程時常常會浪費胡蘿蔔，本實驗為找尋替代紅蘿蔔催化雙氧水的瓜果、果皮、植物根、莖與葉片，或校園中常出現的哪些植物適合做催化雙氧水與替代雙氧水的溶液。研究發現地瓜、香蕉與香蕉皮在5分鐘催化雙氧水產生500ml氧氣，橘子皮可在15分鐘催化雙氧水產生500ml氧氣；校園中幾乎都有的：茄苳、大花咸豐草、樟樹、榕樹葉可以在45分鐘左右催化產生氧氣；而芭樂葉、香蕉葉、香蕉葉柄、芸香科植物如檸檬葉與柚子葉在20~30分鐘就可以催化雙氧水產生500ml氧氣，非常適合替代紅蘿蔔；實驗研究也發現增艷漂白水含有雙氧水成分非常適合代替雙氧水製作氧實驗，不至於作實驗時被濃度高的雙氧水灼傷，而一般含次氯酸鈉的漂白水無法替代雙氧水作氧實驗。

本研究利用自製旋光儀觀察測量具旋光性物質的過程，發現旋光儀的光源以發光二極體（紅光）及雷射筆紅光當光源、玻璃平底試管長12㎝的效果最好。砂糖、冰糖、蜂蜜、麥芽糖、代糖、葡萄糖、乳糖溶液的旋光性皆為右旋，而果糖的旋光性為左旋。本研究再進一步利用旋光儀測量比較不同濃度的茶類及糖類之旋光度及抗氧化性，發現茶類的旋光度及抗氧化性與濃度均呈正向相關；而糖類除果糖為左旋外，右旋的糖類旋光度與濃度亦呈正向相關；但抗氧化性與濃度卻呈負向相關，果糖亦同。

「高分子蛋白」因無毒已慢慢取代化學混凝劑成為淨水材料新趨勢。本實驗探討辣木籽與甲殼素淨水效應探並找出最佳條件。結果:①泥水原水濁度去除率% :活性碳)(82.7% )> 甲殼素(82.3%)> 炭化辣木籽(66.3%)> 辣木籽(62.8%)>多元氯化鋁(61.3%)>明礬(40.9%) ②藍色染料色度去除率>80%。③最佳比例:活性炭粉:炭化辣木籽粉:辣木籽粉:甲殼素粉: =2: 2: 1: 1④.最佳pH範圍6～7.5，pH6.5濁度去除率97.5%、色度去除率93.1%。⑤Freundlich等溫吸附模式，顯示最佳最佳比例混凝劑吸附容量大，屬有利性吸附。⑥最佳最佳比例混凝劑銅離子飽和吸附當量qe=809.0(mg/g)。展望未來:為了永續生存，「高分子蛋白」混凝劑應繼續開發研究，讓它能推廣使用，使台灣以環保著稱，成為名符其實的福爾摩沙。

我們測試出明礬在鹼性環境下產生白色絮狀沉澱。只要利用調配好的NH4Cl－NH4OH溶液加上茜素紅色素，便能經由顏色變化(紫→紅)快速的檢測出來。連肉眼都無法辨識出白色沉澱的狀態，只要一滴加茜素紅色素，就能馬上判斷這食物中是否含有明礬存在。後續建立一個標準圖表，只要拿到一個未知濃度的樣品滴加茜素紅色素，然後對照標準圖表便能推定出明礬的濃度。這樣以簡易的測量方法，讓我們可以在國中的實驗室中，以幾百元打造出來的設備，輕易測出食品中明礬添加物是否過量，也能對我們面臨的食安問題多了一層把關。而且實驗測試能檢測明礬達到0.0005M的濃度。由這樣的試劑組合，能將明礬檢測靈敏度提高到法令規定的22倍以上。

網路看到水中自由餘氯被食物或人體吸收的實驗，這說法讓我們疑惑，因此想研究自由餘氯真的被吸收了嗎？ 以膠帶沾黏實驗物質的方式將實驗物質「間接」加入自來水，再用DPD餘氯測定液觀察變色情形，發現測定液呈現透明，表示水中沒有自由餘氯，但實驗物質本身沒有接觸到自來水，不可能吸收自由餘氯，是口腔、水果、茶葉、米溶入水中的成分把自由餘氯還原成氯離子；以總氯餘氯測試計測量，觀察水中「總氯、餘氯、結合氯」的變化，發現洗手、洗菜時，是手與菜上的細菌、表皮細胞和自由餘氯反應變成結合氯，才使自由餘氯濃度下降，並不是手和菜吸收了自由餘氯。我們的實驗可以證明，目前網路上關於自由餘氯被吸收的說法，都不是事實。

相較於玻璃，3C產品的保護蓋板以 PC （聚碳酸酯）為材料時，能更加安全、降低重量、更容易加工，但 PC 板的鉛筆硬度小於 9B ，非常容易刮傷，因此我們透過溶膠－凝膠法的反應條件研究，調整前驅物矽烷氧化物（silicone alkoxides）的結構與比例，在不同反應條件（ pH 值的調控以及水與乙醇溶劑的使用量）中進行反應，並加入合適的熱起始劑與偶聯劑後，置入烘箱固化成型。最後以自製的鉛筆硬度機測量其塗料硬度，製備出能將 PC 板硬度提升至 H 等級且密著度為 5B 的透明增硬膜。

阿瑪斯號貨輪油汙事件，當時帶給台灣一陣不小的震撼，對我們來說更是記憶猶新。當時這艘貨輪因失去動力，擱淺於屏東恆春外海，1100 頓燃料油明顯外洩，又加上海象惡劣，無法立刻清除油汙，因此造成了嚴重影響大自然海洋生態環境的污染事件。因此我們幾位同學試著藉由一些科學實驗，去觀察、了解油的密度、混合、揮發、黏度及擴張等特性，想瞭解這些特性是不是和浮油有關，也進行了油體擴張速度的實驗，並且探尋嘗試各種可能清除、減緩及吸收油汙的物質，於是我們用了鐵沙、石灰、木削、紙削、樹葉、菜瓜布、草……等物質去做實驗，實驗的結果發現，鐵沙的吸油效果最好，木削其次。由於經過這一連串的實驗觀察與討論結果，我們決定做一件更有趣的事 — 設計一艘磁鐵吸油船。

在五上自然課程以紫色高麗菜自製酸鹼指示劑時，蒐集相關文獻得知，有些研究可以將薑黃汁液製成酸鹼指示劑，有的卻無法；還有些同色系的植物汁液可以製成同時檢測酸鹼水溶液的指示劑，有些卻只能製成僅檢測酸性或鹼性水溶液的指示劑，心想也許是因為萃取方式不同或是不同植物汁液所含花青素成分不同，因此以色層分析法來驗證我們的構想，進行一系列實驗後發現： 一、大部分紫、紅、橘色系植物汁液較適合檢測鹼性水溶液。 二、以色層分析法，發現以不同方式萃取出的植物汁液變色成分不同、同色系中變色效果佳 的植物汁液可層析出有效的變色成分。 三、「百香果皮」可製成變色效果佳的酸鹼指示劑，並進一步製成易保存又實用的「百香試紙」。