化學科

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。

油，是日常生活中不可或缺的日常用品，但在2013年8月底，有一樁假油事件激起了全體人民的奮怒與警惕；但也因為這個事件讓我們有了這樣的研究。我們所做的一連串研究就是要用最簡單的方法，以最簡易的設備找出可以一眼就識破假油的方法，而最後一個實驗--「¬綠光實驗」則幫我們解決了所有的難題。 在這個實驗中，我們發現新鮮橄欖自製的橄欖酒精蒸煮溶液，經由綠光雷射筆照射後的光束呈現紅色，與真橄欖油經綠光雷射筆照射後光束顏色相同(紅色)，而添加銅葉綠素的假橄欖油經綠光雷射筆照射的光呈現綠光雷射筆光束的原色(綠色)，而橄欖調和油會呈現橘黃色。所以民眾只要用綠光雷射筆照射市售橄欖油後，就能以顏色來輕易分辯橄欖油的真偽。

最常出現在生活當中的油品是大豆沙拉油，本實驗藉由多種的化學分析方法，探討分析影響油品品質的因素。經實驗後發現，觀察油品密度變化(需以標準品為基準線)，可區分油品是否經過化學過濾法處理，若變化度為正斜率，則此油品應經過化學過濾法處理。二次油品(未經過化學過濾處理法)，液體密度變化初期最明顯，兩天後變化減緩；層析高度低於空白樣品；紅焰色略增、綠焰色下降；發煙溫度變化不明顯、沸點大幅增加；加熱約30分鐘後酸度開始急遽增加。而經過化學過濾法處理後的二次油品，液體密度變化差異度與時間成正比；層析高度大幅下降；紅、綠兩焰色強度均下降許多；發煙溫度變化不明顯、沸點大幅增加；加熱約30分鐘後酸度開始急遽增加。

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。

閱讀文獻後發現，二氧化碳因其直線型分子的物理性質，可以穿透大部分的有機物質。因此我們設計裝置進行長時間的濃度變化檢測，數百次的實驗後發現除了PVDC保鮮膜與鋁箔亮面外，其他七種隔離物質均能讓二氧化碳穿透，所有的濃度變化速率都有先上升後下降的現象，達到最大值之前的速率變化可以由二次函數來描述(r=at2+bt+c)，且每種隔離物質均有不同的起始速率、最大速率。我們發現每種隔離物質的起始穿透速率越大，則最大速率越大，速率變化量也越大，且達到最大速率的時間越短。而隔離物質厚度越厚，或是表面積越小，則最大速率越小；裝置倒置、保鮮膜上加水或加二氧化碳水溶液也都能影響穿透速率以及達到最大速率的時間。

本研究最主要目的是:探討溫度、鹼性、溶劑、KI對H2O2(aq)分解反應的影響。兩種方法收集氣體並交叉比對數據。總結實驗重要結論如下： 一、 溫度固定下，不同濃度NaOH對不同濃度H2O2分解產生的總壓力均為：2M>1M>0M；但是高濃度NaOH對不同濃度H2O2分解產生的總壓力均為：2M>4M>8M。 二、 25℃下，對KI分解H2O2(aq)反應產生O2，速率較易實驗及觀測。溫度：0℃、25℃、50℃、75℃，其產生O2的速率(單位: mL / min)依序為:0.46、29.4、40、167。 三、 在不同酸鹼度對KI分解H2O2(aq)反應氧氣產生總壓力及產生速率，均為酸>微鹼>鹼；而且KI與雙氧水反應pH值則是迅速的上升大於7，最後呈微鹼性。 四、 H2O2氧化KI比例(%):原始數據(0.09)>礦物油(0.08)>正己烷(0.04)。H2O2自身氧還比例(%):原始數據(97.3)>礦物油(94.46)>正己烷(94.25)。

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。

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。