化學科

從學姊愛玉凝膠研究的激發到媽媽魚鱗凍製作的偶然，引發想要研究魚鱗片凝膠條件及情形的動機。主要發現有如後幾項：加熱加酸再冷藏才容易使魚鱗麟片溶液凝膠；加熱時間越長，鱗片會變越輕，溶液的凝膠情形越硬；溶劑濃度越酸，鱗片會變越輕，溶液的凝膠情形越硬；加熱加酸再冷藏的條件相同時，虱目魚鱗片糯米醋溶液最快凝膠，其次是烏魚鱗片糯米醋溶液，最慢的是吳郭魚和鱸魚鱗片糯米醋溶液；虱目魚鱗片凍最硬，其次是烏魚鱗片凍，最軟的是吳郭魚鱗片凍和鱸魚鱗片凍。

將廢棄物轉質為吸附材是當今趨勢。本研究建立具再現性之碳化程序，將花生菱殼、雞骨龍蝦等製成生物炭，並建立吸附SOP來探討最佳處理參數，最後將其製成回收式生物炭球。 實驗發現動物炭因為含有高比例無機物(97%)，可經由酸洗提升生物炭的等重吸附率，雞骨炭因無機物分布位置特殊而具有發展潛力(超越市售活性炭)。整體而言，酸洗能有效提升生物炭吸附亞甲藍(99%)、動物炭吸附甲基橙(39%)能力(活性炭吸附亞甲藍70%、甲基橙2%)，生物炭還能夠吸附鈷離子。 實驗以雞骨炭/海藻酸鈉=5來製作炭球，符合材料經濟最大，且吸附效果良好。最後也將自製光觸媒分散至炭球表面，使觸媒炭球吸附染料後能照射陽光再生，重複使用

本研究自製螢光電壓器測量螢光電壓，以電壓大小推論蔬果中螢光物質含量，我們利用紫外光照光蔬果內螢光物質放出綠色螢光。研究目的在探討影響萃取蔬果中螢光物質的放光因素及檢測燈具中的紫外線強度。研究結果顯示，蔬果螢光物質含量以紅蘿蔔最佳，蔬果螢光物質在油中或油泥中較在水中相對穩定;。小蘇打對蘋果及石灰水對紅蘿蔔萃取有提升的效果，冷凍儲存有助於蔬果螢光萃取與保存，低溫時螢光亮度較佳，建議可利用冷凍分離法提升萃取蔬果螢光物質的效果。本研究也利用萃取的蔬果螢光物質量測家中不同燈具的相對紫外線強度，並可作為太陽光紫外線強度的估測。

本研究為發展快速、簡易的方法以合成碲奈米線並作為相關研究之基礎，進而實踐綠色化學的理念，更進一步探討碲奈米線添加不同金屬離子後形成之複合/碲奈米線。在比較三種不同的碲奈米線合成方法後，選擇較符合綠色化學的方式，藉由調控碲奈米線合成反應的時間(30至150分鐘)和不同的金屬離子濃度及比例，以不同變因下製備出的複合/碲奈米線，透過其吸收光譜變化，找出具有最佳過氧化活性能力的反應條件。於上述條件下探討其對於常見食品病源菌的抑菌效果。結果顯示複合/碲奈米線的抗菌能力與高濃度銀離子相似，且在價錢方面能比銀離子便宜許多。因此透過本實驗的探究，相信本研究未來有極大的潛力能夠廣泛的推廣與應用，如開發新型奈米抑菌劑。

以自製顯微鏡搭配行動載具進行實驗，探討蜂蜜結構紋路之成因。實驗結果：1. 將蜂蜜加入不同溫度的水搖晃，發現溫度越低，結構紋路存在的時間越長；2. 結構紋路的維持時間與「黏度」及「糖度」為正相關；3. 以不同溶劑進行實驗，發現加入濃度75 %的酒精，結構紋路存在的時間最久，約為水的三倍；4. 利用界面活性劑破壞水的表面張力，觀察到表面張力變小，結構紋路存在的時間也變長。因此推論「表面張力」與「溶解速度」是影響蜂蜜結構紋路維持時間的兩大主因。另外，單一成分的飽和糖水溶液，所形成的結構紋路形狀較一致，呈現五邊形和六邊形，兩邊夾角都接近120度；而成分複雜的蜂蜜及鬆餅糖漿所形成的結構紋路則呈現不規則形狀。

本研究試圖探討「使用含有脂質的蕨類孢子進行塵爆實驗會有什麼樣的效果？可否藉由塵爆實驗結果分析孢子成分」，於是我們使用玉米粉和石松、海金沙孢子進行研究。實驗過程中觀察粉末的各種物理性質，並以染色法分析孢子脂質含量，最後進行開放系統和密閉系統的塵爆實驗並交叉比對。結果發現，石松與海金沙孢子在塵爆過程中因其生物結構特性而會有劈哩啪啦的聲響，且海金沙因孢子之孢粉素殘留會有黑煙出現。密閉系統的塵爆實驗中，我們得到粉末的塵爆威力大小為：石松＞海金沙＞玉米粉，此結果與孢子脂質含量分析有直接相關。

薑絲、金針…等食品常添加亞硫酸氫鈉還原劑來抗氧化、漂白、殺菌，經氧化生成致病物二氧化硫，嚴重影響健康。我們構想如下:先探討不同還原劑的抗氧化力、再探討其對薑的保存能力後，混合天然還原劑 (草酸 、維他命C)部分取代亞硫酸氫鈉，發現「 3/4混合取代」 效果最優，可降低3/4 SO2產生量。 主要結論: 一、測試還原劑抗氧化力:亞甲藍滴定法適用性、便利性、安全性優於傳統的碘滴定法 二、在薑保色效果與成本價值C/P值 :亞硫酸氫鈉的替代比例 以「 3/4 (草酸2份+維生素C 1份) 混合取代」最優，期能推廣食品加工業使用 三、薑在 保色pH限制為pH3.4~8.0 黃色，加工及調味過程可注意以避免變紅 (薑變色範圍: pH亮紅色 2.7~3.4黃色~黃色8.0~8.8紅褐色，是檢測強酸強鹼新型指示劑)

在校訂課程清洗「遛海菜(礁膜)」時，耆老說沾染到露水的礁膜會變白，因這句話展開這次的研究。 我們探討不同來源水、日照、紫外線燈照、溫度、脫水時間等變因，再利用手機光譜儀與ImageJ軟體分析，得到以下結論： 一、浸泡過海水的葉綠素萃取液優於其它來源的水，其餘各來源水的差距不大，所有淡水接觸皆易造成礁膜褪白，並非僅有露水。 二、日照會影響礁膜褪白，紫外線對褪白的影響勝於日照；此外，以碘液檢測澱粉反應亦可是檢測指標。 三、氣溫對於礁膜褪白並無影響。 四、以海水清洗，脫水時間對於礁膜褪白無明顯影響；但以自來水清洗，脫水能明顯改善礁膜褪白。 五、澎湖日常清洗礁膜的方法，以海水清洗時，礁膜較不易褪白，優於自來水。

本實驗從電極數目、電極表面積、鹽橋種類、電解液濃度及自製果凍電池影響鋅銅電池電流和持久性，並改良課本電池實驗。結果顯示鋅片越多、硫酸銅濃度愈高，供電時間愈久；鹽橋以硝酸溶液發電量最高；果凍電池中電極片接觸面積、硫酸銅果凍濃度、硫酸鋅果凍鋅粉添加，與電流呈正相關。溫度越高，電流越大使用時間越長。硫酸銅果凍濃度為飽和時可持續發電七個小時。用過的果凍浸泡於電解液中，可再提供電流重複使用。綜合所有IV曲線，飽和硫酸銅果凍配添加鋅粉10克硫酸鋅果凍、於40℃時供電最久且最穩定。課本鋅銅電池實驗發電量小，經本實驗改良鋅銅電池，果凍電池大小面積約15 cm2，即可讓LED燈發亮，增添許多趣味性與教育意義。

我們自製之半U型管加PVC套管的測量裝置確實可用來觀察兩不同濃度之溶液的滲透壓現象。實驗半透膜之選用，以高分子奈米孔洞半透膜為最佳，玻璃紙容易因水所造成之部分溶解而影響滲透結果。歷屆科展常選用之蛋膜，需注意蛋膜是否真為具有選擇性之生物膜或只是微米級孔洞之半透膜。經由類似化學反應速率公式推算滲透速率依高度變化可分為n階滲流階次，而濃度差之趨動力可併到滲流常數k之變因中。生物滲透壓滴降法可有效測量與瞭解到溫度愈高，滲透速率愈快。而在植物生長的實驗及細胞顯微鏡觀察中，可知當營養劑濃度較高時，易因滲透壓的關係，造成原生質分離，而無法順利將營養劑運送到植物的頂端，可知在植物世界裡，不是π=iCMRT與p=hd絕對可換算相等。