化學科

由於看到新聞報導神秘果具有能讓酸變甜的效果，也有良好的抗氧化能力，甚至有解酒的效用，引發了我們的好奇心而進行研究，旨在探討神秘果的抗氧化力及解酒的可能性。首先萃取不同保存方式的各部位神秘果，以碘滴定法檢測其抗氧化力，我們發現神秘果的抗氧化力受到不同部位、溫度及保存方式影響，以葉片的抗氧化力為最高，而乾燥保存最能保留色素及抗氧化力。我們另以神秘果中含有的琥珀酸和檸檬酸進行解酒研究，在37℃下使琥珀酸過量時酒精減少百分比最高，而檸檬酸幾乎不與酒精反應。接著以Arduino自製酒精蒸氣檢測器測定不同保存及萃取方式的神秘果解酒情形，以水萃取的濃縮液能使酒精蒸氣濃度下降量較乙醇萃取的多，又以冷凍乾燥的果皮+果肉最佳。

經過本研究藉由自行設計測量交聯物的軟硬度、彈性和延展性，發現硼砂水的濃度會影響交聯作用的程度，交聯劑與膠水的成形時間也會受影響。也就是說硼砂水濃度低時，交聯物軟硬度偏軟、彈性差、延展性好，成形時間較長；硼砂水濃度高，交聯物軟硬度偏硬、彈性好、延展性差，成形時間較短。同時我們也發現當硼砂水濃度在0.01g/ml附近為延展性的臨界點，也就是說硼砂水濃度低於0.01g/ml時交聯物呈「假水」狀態。當硼砂水濃度為0.02g/ml附近是軟硬度、彈性和延展性的臨界點；也就是硼砂水濃度達0.02g/ml以上，交聯物的軟硬度、彈性和延展性皆不再受硼砂水濃度持續增加而有變化。

本實驗始於好奇的想法，我們因為想知道怎麼檢測DNA產生很大的興趣，若把非極性物質加入電泳基中，分子分離的效果是否會更明顯？以此想法作整個實驗的主體開始研究。然而，過程中遭遇許多挫折，我們找不到可以支持的相關資料，所以在實驗的建立上須嘗試自己解決問題。從數據上分析，不管是洋菜膠還是蛋白質電泳，加入六個碳數的物質（葡萄糖）後，小分子分離效果更優異，所以在進行電泳分離物質時，加入葡萄糖能使分離的效果更明顯。我們也發現此效果有一定的限度，加入16~18個碳的物質（PEG 400），結果和預期不同，雖然我們無法精準測出不同物質的最佳碳數，但我們證明了兩點 1. 加入非極性物質能使電泳效果更佳 2. 使用非極性物質的碳數有一定的上限。

本實驗以共沉澱法製作普魯士藍奈米顆粒，以調控沉澱溶液的溫度在25、50、70、85℃，分別成功製作出平均直徑為26、32、38、62 nm的Na-FeFe普魯士藍顆粒粉體。以GSAS結構分析程式擬合X光繞射譜圖，指出晶體結構為立方體，且提高共沉殿溶液溫度可以提高Na含量，減少H2O佔據孔洞。由反傅立葉轉換獲得電子分布圖，顯示與與C鍵結Fe的電子密度低約15%，其電子組態為C-FeIII及N-FeII，C-FeIII較容易進行還原反應。組裝成二次電池，顯示32nm及38nm普魯士藍為陰極的電池，C-FeIII及N-FeII，均可以進行氧化還原反應，其電容量較高且充放電衰退率較低。

本研究想要瞭解玉米粒在不同的條件下，形成的爆米花有哪些差異與影響？研究內容主要包含： 一、觀察比較玉米粒爆開前後的各種變化，如顏色、大小、軟硬程度、密度及形狀；二、探討不同缺損狀況的玉米粒能否爆裂成爆米花；三、探討常溫、冷藏及冷凍等不同溫度狀態下，玉米粒爆開的差異情形；四、探討固體糖（二砂糖、冰糖、方糖、精砂糖、黑糖）與液體糖（蜂蜜、楓糖、麥芽糖、果糖、糖漿）對爆米花脆裂度的影響；五、探討不同濃度的糖水溶液對爆米花脆裂度的影響。 以下分別就研究動機、研究目的、研究設備及器材以及研究方法與過程逐一說明，最後並提出本研究結論及建議。

以蛋白質的親水性和疏水性為基礎，以電泳來觀察結果。起初，我們試著找出最佳的蛋白質觀察濃度，發現使用的蛋白質本身已經具有雙硫鍵，利用蛋白質會附著在PVDF(聚偏二氟乙烯)膜上的特性，我們嘗試去除可以打斷雙硫鍵的DTT(二硫蘇糖醇)分子。利用SDS(十二烷基硫酸鈉聚丙烯醯胺凝膠電泳)把蛋白質從PVDF上取下時， 我們觀察到可以利用疏水性強度來競爭蛋白質的結合。我們轉向利用不同碳數來分類蛋白質，使蛋白質和含碳基質利用疏水性作用力保持在弱結合的狀態，此處我們用 4 碳和 8 碳漂珠來當代表，再利用水溶性小分子和特定蛋白質結合，結合後的小分子蛋白質共體和含碳基質的作用力下降，共體就會溶離釋出。此實驗對於尋找會和特定糖類結合的蛋白能有效的提供資訊。

伏打膠體電池以洋菜膠電解液添加硝酸鈉溶液當作鹽橋，改進了傳統鋅-銅電池的缺點。我們發現極板電解液改採用硝酸鋅、硝酸銅，增大極板面積，減小洋菜膠厚度及極板距離，明顯提升電池的電流強度。 為了更深入探討電池放電速率與電解質溶液溫度的關係，於是依據阿瑞尼士方程式： ln(k)= ＋ln(A)，利用ln(k)對1/T作圖得一直線，可以得到直線斜率為－Ea/R。 相同濃度之下，電解質溶液溫度（T）愈高，電池的電流強度愈大，電阻愈小，電池放電速率（k＝ΔI/ t）愈快。 實驗結果得知，不同種類的伏打膠體電池(鎂-銅、鋁-銅、鋅-銅、鐵-銅、鉛-銅)，當中以(Mg |Mg2+|| NaNO3 || Cu2+|Cu)的活化能(Ea)小，電阻(R)小，放電速率（k）居中，當作伏打膠體電池較為合適。

本實驗想透過海藻酸鈉與乳酸鈣的交聯反應包覆清潔劑，做出晶瑩剔透的洗潔晶球，並結合「無瓶水」概念改善晶球成型方式，運用反轉球化、二次凝膠球化，做出薄又堅韌的水球外膜；為克服洗潔劑影響海藻酸鈉與乳酸鈣的交聯反應，及鈣離子會減弱洗潔劑起泡力等因素，我們絞盡腦汁嘗試，成功運用自創「核殼結構」、「全冰球」、「鍋蓋法」製程，也就是先用水結成冰球並燒熔出—中空洞後形成“冰殼”，再灌入洗劑做“核”，此核殼冰球再冰回球形冰晶時外裹乳酸鈣，再置入海藻酸鈉溶液，並運用二次膠化技巧再次與乳酸鈣溶液反應，製作包覆清潔劑的水球，使其在兼具環保、美觀、實用的角度下，呈現薄膜、擁有洗潔力並減少罐裝塑料的洗潔晶球。

石墨烯是新興的奈米材料，其導熱、導電性能極佳，在新一代電子原件的製造上極具發 展潛力。若以傳統方式取得石墨烯十分不易，且在製成後又容易互相堆疊而回復成多層結構的石墨。經進行文獻回顧後發現:石墨烯可藉由化學方法，配置適當分散液，以超音波長時間震盪，直接由石墨原礦剝離進而取得，並均勻分散於溶液之中。此方式之製程較為簡單，且可避免其於生成後又再度相互堆疊。分散液在製程中是較易控制的反應物，適合進一步開發及應用。透過本研究之實驗， 80% N-甲基吡咯烷酮配合37000Hz的震盪頻率，震盪 8 個小時，石墨烯分散液的濃度可達到 246.5665ppm，產率約為 5%，有助於未來工業上的實際應用。 實驗步驟示意圖:

本研究在開發一種新的原料合成螢光碳奈米點，以台東的特產荖葉當作碳源，研究此碳奈米點在不同條件下的穩定性和螢光特性，進而探討未來的應用。 我們將荖葉烘乾磨成粉以水熱法進行碳化，進一步純化後，合成水溶性螢光碳奈米點，碳奈米點在紫外光下放出藍色螢光，相對螢光量子產率約為5.4%。在不同條件下檢測環境對碳奈米點螢光的影響時，我們發現在0到1.0 M的NaCl水溶液、紫外光照射50分鐘、pH 2.0～12.0間，碳奈米點皆有良好的穩定性，其螢光強度沒有明顯的變化。將此碳奈米點與各類金屬離子混合後，只有汞離子會造成碳奈米點的螢光強度下降，經調整或許可以開發出對汞離子有選擇性之碳奈米點。未來可應用此碳點的螢光特性作防偽辨識、生物顯影等功能。