化學科

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。

為了提高鋼、鐵的防鏽能力，本研究採用氧化劑(亞硝酸鈉)促使鋼、鐵表面產生黑色膜狀物(四氧化三鐵)，使內部的金屬不受外在的因素影響而有效的被保護，避免金屬表面產生氧化生鏽，以提升產品的功能性，及產品使用上的安全性。 本研究主要在於探討在無電的情況下，如何能夠快速地將金屬表面做防鏽處理，以有效的達到延遲氧化的時間，並且討論溫度及藥劑與水的比例對各種金屬的螺絲的無電電鍍之效果有何差異。 研究結果發現溫度的高低以及藥劑濃度對於反應結束後的產品所呈現出的差異及防鏽能力皆有所影響，其中發現最佳溫度為120℃左右，最佳濃度為[NaOH]=12.5M，[NaNO2]=0.43M。

本實驗的目標：比較不同種類及不同添加量的膠體溶液與重金屬離子混合後的差異，以尋求最佳的重金屬離子去除條件。從本實驗中可以得知：對Pb2+而言 ，以養樂多的去除效果最佳；對於Ni2+，則以低脂牛奶效果最佳。 由於不同的重金屬離子所對應的最佳螯合劑不同，所以不同膠體溶液吸附不同重金屬離子的程度也隨之不同，也因此我們可以推測出膠體溶液即為天然的螯合劑。 然而根據本實驗亦可發現動物性蛋白與植物性蛋白間的差異，這可能是造成豆漿與乳製品之間吸附能力差異的原因。 希望藉由本實驗發展出的系統，應用於其他重金屬離子去除率檢測的實驗，並且加深加廣，能普遍用於各種重金屬離子的檢測。

本研究首先了解本地PM2.5主要來源，測量校園內各地空氣品質情形，發現在校門口及靠近廟宇附近PM2.5濃度較高且空氣品質不佳，結果與環保署公布的PM2.5三大成分相符，硫酸鹽占大氣細懸浮微粒質量的20%；有機碳占15%-20%；硝酸鹽占23%。根據研究發現硫酸鹽及硝酸鹽跟工廠、交通有關，有機碳則來自生質燃燒。因此本研究以奈米TiO2為主軸，首先在濾材上塗佈奈米TiO2，嘗試分解PM2.5，達到降低PM2.5濃度的效果。進一步將奈米TiO2塗佈在建材上，發現奈米TiO2確實可以達到分解PM2.5效果，達到降低PM2.5濃度的目標，並進一步建議除了在一般民眾居家及學校外牆塗佈奈米TiO2外，應回歸到PM2.5產生的源頭，在汽機車、工廠及民俗活動地點進行奈米TiO2塗佈的處理，從源頭減少PM2.5，創造健康的環境。

鋁空氣電池是過去科展研究過的題目，但利用備長炭製作的電池是否能重複使用，能讓風扇馬達運轉時間可以多久，以及如何增加鋁空氣電池的放電效能等問題，在過去的報告中並未深入研究，故引發我們研究的動機。在一系列的實驗下，我們歸納出五點發現：一、導電性好的備長炭，所製作的鋁空氣電池效能會較好。二、備長炭製作的鋁空氣電池，備長炭可以重複使用。三、備長炭濕度稍高，鋁空氣電池讓風扇馬達運轉的時間較長。四、鋁空氣電池的運轉需要氧氣，增加氧氣濃度可以提高電池效能。五、透過補充食鹽水改良的設計，會提高影響鋁空氣電池的效能讓馬達風散連續運轉超過十小時，電量相當於兩顆三號碳鋅電池，此結果希望對發展環保電池有貢獻。

一般的螢光棒發光物質均以氯苯草酸酯為主要的材料。在我們在專題研究的過程中，無意中發現加入“烯、炔”不同的化合物時，發現部分化合物可以提高螢光的發光亮度，會改變螢光的發光機制，於是引起我們的好奇，便開始探討其中可能的因素。 我們探討一系列的化合物，包括烯、炔化合物。在探討炔類化合物中，參鍵鄰近的推、拉電子基對發光程度的影響：發現邊端炔有推電子基時，造成π鍵上的電子更豐富，易與催化劑(Fe3＋)及與氯苯草酸酯之間呈現一種高能量狀態，而提高螢光的發光亮度。 另外亦比較烯類化合物與炔類化合物反應上的差異性。並在螢光發光過程中加入KSCN、酚，及探討Fe3＋與炔類化合物混合時UV的吸收變化，進而探討Fe3＋在整個實驗中影響的因素，提供了在反應機制上一個較合理的解釋。

本研究所得之最佳條件將碳酸鋰與氧化鈷以6:1的莫耳比合成非勻相催化劑鈷酸鋰，鍛燒溫度為900℃，鍛燒時間4小時，醇(甲醇) 油(大豆油)莫耳比值24，使用6wt%的催化劑，以攝氏65度的溫度反應2小時，可得出高達98.4%的轉酯率。

這是一個以天然花朵為酵種，尋找發酵的過程。 實驗發現大自然中的花朵具有天然酵母的存在，水生植物茭白筍亦能發酵，由於來源不同，在發酵過程中所產生的微生物菌落不盡相同，所製備出來的花酵母原液，會呈現不同的顏色、香氣與風味，引發我們探索的興趣。因選材差異，發酵的速率會有不同，快則兩天就有變化，會隨環境、溫度、冷熱、季節不同有所差別，發酵過程有時充滿爆發力，有時又毫無動靜，很具挑戰性。天然花酵母製作的麵包，整體喜好度以原液烘焙高於麵種麵包，顯示大家對花酵母原液麵包的接受度高，喜歡保有較多花香氣，有彈性的口感；相對的麵種麵包酸味明顯，較不符合一般人的口感經驗，但麵種麵包的品質特性十分優良，亦值得後續研究。

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。

本次實驗主要在於疏水塗層，透過在實驗室裡做出三乙氧基辛基矽烷與二氧化鈦反應生成的疏水塗料，將此疏水塗料沉積在清潔基板上，用不同的材質去沉積疏水塗料，比較不同材質的附著性，我們發現清潔基板要使用霧面玻璃，並且搭配重量百分比濃度約為11.3％的異丙醇溶液，或著將塗料塗到第三層，再搭配通風櫥抽乾，所顯現出的疏水效果會最明顯，接著探討疏水塗層的自清潔與應用在水泥與瓷磚上，再探討疏水塗層抑制黴菌生長。