化學科

本研究探討草酸抑制多酚變色的效果，我們將各類易氧化褐變水果，浸泡於不同濃度的草酸水溶液中，觀察水果變色程度，並將變色結果與水果在空氣、水、食鹽水等條件下進行比較。 由實驗發現一：草酸在低濃度溶液中，便有抑制延緩水果變色的效果，其中尤以香蕉皮、香蕉肉最有效抑制。發現二：草酸的近強酸性，使浸泡在草酸水溶液(約pH=1.5)中的水果不會發霉，而在空氣、水、食鹽水等條件下的水果則發霉。我們歸納重大實驗發現三：草酸可以替代雙氧水使用於水果抑制變色，保鮮、保存上值得推廣應用，其中香蕉皮、香蕉肉最有效果，很值得優先推薦於產業界與商家。在研究草酸食用安全性時，發現四：水果浸泡於低濃度0.1克草酸水溶液(約1%)時，適量食用是安全的。

果凍塑膠是一種可分解、可食用的生物塑膠，我們分析它的成份，找出果凍塑膠固化的條件，用自製測量工具對實作的果凍塑膠進行耐彎折、拉力、密封性與防水檢測，並利用其特質，發揮創意設計產品。經實驗得出：(1)果凍的原料有吉利丁、吉利T、洋菜粉和寒天粉，這些原料加水混合加熱，經冷卻後，都會固化成形，其中，吉利丁塑料黏度最小，塑形效果最佳。(2)自製原料配比為吉利丁：水：甘油 = 6：60：0(單位g)的果凍塑膠體積收縮率最小，拉力最大。(3)自製原料配比為吉利丁：水：甘油 = 6：60：4.5(單位g)的果凍塑膠耐彎折、密封性和防水效果最好。(4)我們利用自製的吉利丁果凍塑膠發揮創意設計保鮮膜、餐具、透明便利貼、吊飾等產品應用在生活中。

找沒用過的指示劑試測沒檢測過的東西。從教室取得氨水和一點點的鹽酸，一滴滴稀釋一次次測廣用試紙的色樣，調出pH 0-14的標準水溶液的配方。建立每日檢測穩定模式，獲校園內年度最佳新指示劑，豔紫荊、紅鳳仙花、繁星花。拍試管內色樣製成秋冬酸鹼色階表。進而參考第46屆全國中小學科學展覽作品，改良不晾乾試紙，應用新發現濕試紙的靈敏性，改雙頭棉棒成濕試棒，用於檢測器材的變因，縮短實驗時間，突破「花青素並不是水溶性」《蔡尚恬、蔡振章 (民93.09) 楓葉變紅了--- 天然色素的顏色化學 科學發展，頁56》藉由濕試紙和劃開後的護貝膠片2*4cm，加持花青素與油脂反應的可能性，我們發現等水光、油光稍退判讀試紙，實驗加熱、炸油在指示紙上顏色有酸性反應。

3D列印技術在近幾年來快速興起，然而在應用及研發的過程中，往往會產生大量的PLA廢材。PLA是一種熱塑性塑膠，聚乳酸。為了嘗試解決廢材問題，我們意外在加熱測試中發現PLA具有形狀記憶的效果，也就是PLA遇熱後會軟化得以塑形，當它冷卻變硬後，再放回熱水，竟然會回到原來的初始狀態！ 為此，我們進一步設計實驗，了解溫度、厚度、顏色對PLA形變效果的影響，並意外發現只要利用「溫度、時間」加以定型，就能任意更改PLA作品原有的形狀記憶效果，重新載入新記憶。有了這些新發現與技術，我們利用溫度將3D帶入4D，增加了3D列印的應用與價值。同時，我們也嘗試進行PLA改質的測試，發現以皆為聚脂類的PCL混合效果較佳。

在觀察活動中，我們發現醉芙蓉花瓣會隨著時間改變顏色。早上時是白色的，中午變成粉紅色，下午又變成紅色。我們想要知道醉芙蓉的變色原因，於是展開研究。我們透過不同操縱變因的實驗，如陽光多寡、不同燈光、色光、水溶液、溫度、氣體等，並利用自製色卡判別花瓣顏色，作為實驗結果。我們發現二氧化碳和低溫會明顯的減緩醉芙蓉的花瓣變色速度；而紫色光則能加速花瓣變色。我們也在實體顯微鏡下觀察花瓣變色狀態，發現存在花瓣上的色素類似指示劑，分泌後接觸到花瓣上的酸性物質使花朵變紅。

本研究的目的是以日常生活中可取的材料如立可白、鋁箔、銅箔、白板筆、藍莓汁…等進行簡易的組裝具有可撓行的染敏電池。經研究發現，立可白可以取代二氧化鈦膠態溶液、市售的白板筆可以代替藍莓汁，以燃燒蠟燭燻上碳黑於銅片上，加以透明膠模封裝即可以簡便的方式製作出染敏電池。本研究所得之單一cell之發電效益為： 0.519V、3.720mA、1.931mW。以2x2cm大小8 cell四串聯、二並聯所組裝的自製簡易電池其最高發電功率可達14.427mW足以驅動一顆LED燈。此外，利用白板筆與立可白可以任意的創作畫出圖形於護背膠模上，且膠膜同時具有可撓性的功能，使用鋁箔與銅箔可以增加發電效益，並且具有區分正負極的方便性以利串、並聯的使用。

本研究探討以自製PVA黏膠薄膜，加上各種金屬片成為方便攜帶的輕巧電池。首先探討不同形式電池的發電效益，包括不同金屬片適合的配方膠，金屬片之間的距離，膠添加了不同添加物……等等。綜合以上條件我們分別串聯發電量最好的原味膠及鐵粉膠做成伏打電池以及加上隔離層的勒克朗謝電池， 驅動溫濕度計、鬧鐘、 LED燈，並嘗試用達靈頓電路放大電流的特性，希望可以降低串聯電池的個數，達到不錯的效果。此外我們發現鎂片可以明顯提高薄膜電池的發電效益， 可以讓LED燈亮長達9天。

我們將茭白筍殼分頂、中、根3部分測量其含水量及含水率發現，根部含水量最多，中間其次，頂部最少，但含水率頂、中、根均接近，顯示茭白筍殼各部位含水量高，各部位均不容易乾燥且不易處理，經乾餾後收集的氣體溶於水後pH＜4，而碳酸飽和溶液濃度pH=5.6，若經大量處理可得到茭白筍殼醋，但本實驗獲得的量極低，而剩餘黑色固體由其導電性可知為碳。由吸水性實驗可知，茭白筍殼碳可吸水量為原重3~4倍，有良好吸水及保濕效果，在農業利用上可減少水的用量，經由染料和甘胺酸的吸附可得到對有機物有良好吸附效果，且對於茭白筍田用水中亞硝酸鹽的吸附亦有不錯效果，故在處理廢水及農業過量肥料使用有實際的應用。

水溶液的化學反應通常具有許多型態，如氧化還原、酸鹼中和等。利用搖晃產生的化學反應，如藍瓶反應，雖可利用搖晃，使空氣中氧氣溶解產生氧化還原反應，但無法控制搖晃的頻率。本實驗裝置可用振動強化水中的化學反應，讓溶液內同時存在不同顏色的氧化還原態、酸鹼值的非平衡狀態並具可再現性。 驅動液體振盪可控制氣體(如O2和CO2)在水中的溶解，在溶液中產生不同的化學模式(如氧化還原態或酸鹼值之差異)，藉由向氣液界面持續供應能量來控制溶液中的化學反應，讓溶液的表面呈現特定的圖案，將溶液狀態分離成具特定圖案的反應模態。 實驗中觀測不同共振模態時，所對應的特定頻率與駐波圖案，找出使溶液達成共振的決定因素和條件，進一步探討其應用。

本實驗以畜牧業廢物牛糞做為吸附重金屬之材料，並以常見之重金屬銅作為吸附對象。在研究中顯示以氫氧化鈉為處理液純化牛糞纖維效果佳，且能有效提升牛糞吸附重金屬效果，在研究中發現每克經過鹼處理之牛糞對銅離子之吸附量高達1805.3毫克，並能夠將1000ppm 50mL之銅離子溶液中的銅離子幾近完全吸附，吸附率高達99％。此研究結果除大幅減少過去處理牛糞的耗時，並有效提升其吸附效果，使其更具移除重金屬之價值，且能有效減少重金屬汙染及畜牧業廢物汙染的情形。