化學科

本研究從文獻探討及實驗測試中毅然捨棄傳統的「碘滴定法」改以測量不同米種之米水的「PH值」及「氧化還原電位值」來分析其抗氧化能力。 研究中發現米的種類、米水製作方式、浸泡時間、接觸空氣與否、環境溫度、米的重複利用次數都會影響米水的發酵效果。且利用「自製褐變程度檢測儀」，成功以精準的量化數值來呈現蘋果汁的褐變程度，並藉由「蘋果汁的褐變實驗」驗證發酵佳的米浸泡水種類其抗氧化力也很好。我們用一整年的假日、週三下午等時間完成此研究，發現化學世界與生活息息相關，付出再多的辛苦也值得！

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。

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。

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。

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。

本研究利用廢棄綠香蕉皮萃取鞣酸，開發出綠色優質產品蕉鞣豆皮膠膜替代塑膠類製品。首先探討綠香蕉皮溶出鞣酸的最佳條件，再將綠香蕉鞣酸與固態蛋白結合的產品，進行防水、收斂性、酸腐蝕試驗，除了組裝導電裝置以測試防水功效外，也參考課本改裝為強韌度及酸腐蝕測試工具。研究結果顯示綠香蕉皮在pH7溶液下加熱80-90度30分鐘，溶出鞣酸量最多；綠蕉鞣酸液與固態蛋白結合，對銅片形成保護層有較佳的防水能力，也能耐酸腐蝕及較強的韌性。根據防水、收斂性、耐酸腐蝕作用，用自製綠蕉鞣酸液浸泡豆皮並噴食用油後形成綠香蕉鞣酸豆皮膠膜改善乾裂問題，除了取代封口膜、保鮮膜，還可做成食用吸管，達到減塑目標是值得推廣的綠色優質產品。

「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。

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。

本研究修改去年所組裝的LED光電測定儀提升了其功能，可用於透光度的測定及散色光的測定，除儀器組裝外，並應用於碘鐘反應中的微觀觀察，例如硫分子的生成及影響碘鐘反應因素的觀察。研究結果顯示，所自組簡易多功能光度計確實具有以透光度測定及散射光測定的功能，且穩定可用於準確微觀化學變化，在測量濁度方面發現散射法較透射法靈敏而增加準確度。在碘鐘反應可以利用在碘三離子出現瞬間，散射電壓瞬間下降得知反應的終點，相對傳統肉眼判斷的來準確，因此當反應同時具有濁度及溶液顏色改變時，必需同時用到透射及散射法，改變傳統只用透光度測量，以提升反應的準確性，並推廣中小學之科學研究做微觀探討，提升科學之水準。

月桃在台灣全島都有分布，葉子就是以前人的「塑膠袋」，拿它裝東西再用繩子捆起來，端午節人們會利用葉子包粽子。為了驗證月桃具有抗氧化、抗菌的功能，實驗設計以碘滴定法來檢測抗氧化力。我們蒐集比較坊間四種粽葉：乾竹葉、新鮮竹葉、月桃葉、野薑花葉，在現打汁液中，月桃葉的抗氧化力最好；加熱、新鮮度、烹煮時的調味料也會影響月桃的抗氧化力；月桃的葉子部位抗氧化力最佳；月桃葉汁可防止蘋果褐變；利用月桃葉汁加入洋菜凍，能延長洋菜凍的保存時間，具有抗菌效果，所以使用月桃葉包的粽子，優於其他粽葉。最後我們用月桃葉汁製作抗氧化護手霜，不但觸感細緻，吸收、保濕、滋潤都不錯，使用後不僅不會造成過敏，還有淡淡的月桃香。