化學科

物品的日期標籤一直是消費者了解商品可實用的重要資訊來源，但有時文字不易識別。有些標籤顯示期限，卻不能真實偵測商品恆溫運送與新鮮度。本研究企圖利用日常生活常見指示劑，透過控制變色條件，建構隨時間、溫度變色的變色標籤並結合手機擴增實境APP，增加使用者方便性。結果發現，加入酵母菌與白砂糖後的發酵過程，能改變與穩定酸鹼指示劑的變色時間。紫色高麗菜汁與本氏液，在調整添加物的比例後，還能控制變色時間與溫度。在製成新鮮度標籤上，以玻璃紙隔開食物較為合適。我們成功完成提供複合資訊的變色標籤，包括：冷藏食品標籤、冷鏈監測標籤、常溫監測標籤等三種標籤，透過連結手機擴增實境APP隨時了解變色標籤顏色所代表的訊息。

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。

配合家鄉「養水種電」與學校「綠色能源」特色課程，並結合家鄉的特產「蓮霧」做為研究主題。利用蓮霧葉來製作葉綠素電池不但可以研製無汙染的能源，還可以減少農夫露天焚燒蓮霧葉的問題。希望能實驗出讓蓮霧葉綠素電池有較高電流、電壓數據的方式，並以環保少汙染的製作過程，讓蓮霧葉綠素電池可以運用在日常生活。 研究結論如下： 一、 蓮霧葉中葉(成熟度為1~3個月)所萃取的葉綠素液有較強的電流和電壓，酸鹼度的數據也比較低(pH值約4)。 二、 根據實驗數據，葉綠素液「溫度越高」、「酸鹼度越低(酸)」、「太陽光越強」、「電極接觸面積越大」是影響「電流」強度的重要因素。 三、 蓮霧葉綠素電池較其他葉綠素液材料(蔬菜、雜草)有較好的發電效果。

現代各國重視環保，醇類燃料電池因此崛起，而其中最為安全的乙醇燃料電池使用之Pt金屬觸媒容易受中間產物毒化降低穩定性，因此Pt與其他金屬形成合金觸媒之相關課題具極高的研究價值。 本研究主要針對鉑錫合金觸媒的結構進行探討，選用內核—外殼型奈米鉑錫合金粒子與無特定結構結合（Random-Alloy）之鉑錫合金進行比較，經由電化學圖表分析後，得到油相法合成內核—外殼型鉑錫金屬觸媒的標準流程。經過乙醇氧化反應的循環伏安法及其他分析測量方法比較後，發現本研究製成之內核—外殼鉑錫金屬觸媒，可以有效使乙醇在較低電位開始反應、提升乙醇氧化之反應活性及維持較長時間的穩定度，可應用於乙醇燃料電池之陽極。

本篇以動物油(豬、雞油)為原料，先固定好油的品質，再改變轉酯化反應中的各種變因，製備出動物性生質柴油。並將生質柴油與高級柴油以不同比例混合，試圖測出最佳熱值(針對傳統卡計，特別改良為自製測燃燒熱的裝置)。 先探討不同酸價下對熱值之成效，比較吸水前後之熱值差異(固定油的品質)。進一步研究實驗油：醇之莫耳數比、加熱時間、溫度及催化劑濃度對最終熱值的影響。 以最佳油組回頭比較植物油熱值，確認其成果。再針對燃燒後的CO2排放量做比較，以自製抽氣裝置和測量方式，探討其結果。

本研究源自新聞報導高油、高鹽、高糖等食品三高對身體不好。因而，我們進行了一連串的實驗，探討這個問題。 研究結果發現： 一、吸油面紙及燃燒法，均可檢測油含量；且洋芋片都是下層比上層多油。 二、市售的糖度計不測糖，鹽度計不測鹽~檢測的是溶液總濃度。 三、旋光儀，隨著糖的濃度增加，偏轉角度增加，而且鹽水不具偏光效果。 四、檢測糖鹽混合水溶液時，旋光儀的旋光偏轉角度，隨著糖濃度增加；而鹽的濃度增加時，旋光儀不受鹽濃度增加而影響。 五、方糖顆數增加時，旋光儀的旋光偏轉角度，都隨著濃度增加而偏轉角度增加。 六、利用糖的旋光偏轉角度轉換成方糖數，較容易了解食用一整份食品的總糖量。 七、鹹的食品，利用旋光儀檢測後全部均含糖。

本實驗探討以回收暖暖包、廢棄濾心碳材、鋁箔、鋁罐加上食鹽水製成鋁空氣電池的可行性。第一部分我們比較不同炭材和不同隔離膜種類的組合，發現備長炭和厚紗布的組合測得最大電壓約1伏特；第二部分則以活性碳粒及碳粉、透氣防水布、鋁箔及鋁罐，找出較佳發電效能的組合，發現備長炭添加活性碳粒的組合得到最大電壓約1.13伏特、電流0.2A；第三部分以使用過的暖暖包自製設計四種暖暖包鋁空氣電池，電壓均可達約1伏特。最後利用廢濾心碳材，自製設計五種濾心碳材鋁空氣電池，並經由簡單串聯後電壓可達3伏特、電流接近0.1 A。其中實用性較高的電池有二，一是濾心碳棒浸泡鹽水鋁罐空氣電池組，二是堆疊六層「碳塊-鹽水果凍-鋁片」空氣電池組。

本研究中主要是利用實驗來找出實驗溶解熱。最終得到以下的結論：利用不同自製卡計(量熱器)來進行熱含量測定，測量出最精確的溶解熱材質卡計為:保麗龍材質外蓋+鋁杯容器卡計，我們還發現溫度愈高時溶解熱反而較小，還有溶解度大的反應物，因溶解為放熱反應所以造成溶解熱也受影響而變大。最後我們找出最佳冷卻試劑樣品:找出CO(NH2)2固體/KNO3固體=2:1比例，是能降至低溫的冷凍劑。

本研究以光度計偵測鉻酸鉀溶液濃度，以其高氧化力特性，定量SO2與C2H2濃度。 結果證實氣體濃度與鉻酸鉀吸光度下降，有高度線性相關。SO2的最適方程式為：吸光度 = -0.2362 x (SO2體積%濃度) + 0.4472，偵測極限1.69%。C2H2的最適方程式為： 吸光度 = -0.146 x (C2H2體積%濃度) + 0.4492 ，偵測極限2.74%。並運用光度計原理，以3D列印與雷射雕刻製造機體，結合紫光雷射、風扇攪拌器、數位電錶與薄膜輸氣裝置，組裝「行動式420nm紫光雷射光度計」與氣體收集裝置，驗證鉻酸鉀溶在濃度10-4至0M之間，與光敏電阻值有高度線性相關：電阻值(kΩ) = 57044 x [K2CrO4] + 1.5309，R2為0.98。實際應用到乙炔測量，每公升乙炔使電阻值下降0.2041 kΩ，為行動式裝置，已能有效偵測氣體汙染事件，預防類似氣爆事件再發生。

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: