化學科

本研究以滴落時間作為探討不同「醣」的黏性差異，並與黏度計結果比較分析其效度。首先收集並檢測不同種類的單醣、雙醣和代糖是否適合進行黏性測試。除半乳糖、乳糖、水合麥芽糖、阿斯巴甜和糖精之外，其餘11種醣類均適合。接著分別進行醣類黏性探討；分析莫耳分率與黏性之關係；以不同濃度純蔗糖探討黏性；並以黏度計確認本實驗的可行性。研究結果發現：黏性以麥芽糖醇最大，而木糖醇最小，推測羥基的多寡可能是影響黏性的主要因素；混糖實驗發現純蔗糖比例越高、黏性越好，莫耳分率和黏性之間的相關係數高；純蔗糖濃度與黏性有高度正相關；最後，本實驗方法與黏度計比較具有效度。文末進行相關結果討論，並說明未來本研究結果在傳統小吃的運用。

我們探討紫蘇作為植物染的可能性。首先分析其主要成份，發現葉子中的花青素、葉綠素B、葉綠素A與胡蘿蔔素很明顯，花朵的成份則不明顯。我們將紫蘇液各滴入檸檬酸（C6H8O7）與氫氧化鈉（NaOH）水溶液中觀察顏色變化，訝異的是紫蘇液在酸中，會呈現粉紅色及茶色系；紫蘇液在鹼中會呈成現黃色及深褐色系。 我們將紫蘇液置於胚布、濾紙、廚房紙巾中比較，調整布和紙與水面的仰角從10度到90度，應用毛細現象原理探討上升高度，為求實驗準確性共實驗18次。發現胚布上升的高度與速度，均最低、最慢；濾紙上升高度與速度，均最高、最快；廚房紙巾上升高度與速度，均次之。我們以紫蘇液DIY熱染漸層T-shirt，發現染過的T-shirt不易褪色，真是既環保又經濟的效用。

本次實驗主要討論鈷化合物與鈷配位化合物的顏色變化，透過實驗中改變藥品劑量、加熱時間以及加溫時間後得到反應的最高產率，並觀察鈷化合物顏色的變化情形，改變反應物的量不會造成顏色變化，製作過程中改變加熱時間對顏色變化也不會改變，而鈷綠顏色在溫度高時會變成黑色，而鈷配位化合物鈷黃在高溫時會產生顏色變化。 在加熱過程中我們發現鈷黃顏色有明顯的漸變，在100~190度之間顏色變為橘色，而190~240度之間會呈現咖啡色 ，大於240度粉末會呈現黑色，當溫度在100~190度內，冷卻後橘色粉末會變回黃色。故把鈷黃塗在紙上，做成檢測排煙管溫度的試紙來應用，也利用此變化現象做成會變色的圖畫跟火災時門的簡易溫度檢測。

本研究探討二氧化碳可以取代氧氣，當作空氣電池運作的氣體，並透過碳粉改質增加吸附二氧化碳的效果，提高發電效能，以研發鋁/二氧化碳電池。設計封裝灌氣的電池盒，測試在不同氣體環境中的發電效能；以蛋塔型電池比較不同碳粉的發電效能與其二氧化碳吸附力的關係；用微波膨脹脫層法和植物色素、化學吸附劑進行碳粉改質。研究發現在少量氧氣時，CO2可以做為空氣電池運作的氣體；備長炭、活性碳適用以化學吸附劑改質，石墨導電性佳，微波脫層後吸附CO2效果和導電性都更加提升，是做電池的好材料。最後研發平板型抽取式鋁/ CO2電池盒，在持續提供二氧化碳下，可驅動小型馬達，且能讓LED燈發亮達12小時。二氧化碳電池可同時將二氧化碳吸附與發電。

MPT-Cy2是一種容易與自由基發生反應的化合物，並產生如顏色及吸收光譜改變等變化。故本研究嘗試利用此特性，探討將MPT-Cy2作為活性氧類(ROS)指示劑的可能性。 實驗第一部份成功由硫化二苯胺合成出MPT-Cy2，並由電噴灑游離質譜儀(ESI-MS)與X光單晶繞射儀(X-ray)證實其結構無誤。 第二部份的實驗首先利用過氧化氫與亞鐵離子進行芬頓反應(Fenton Reaction)，作為氫氧自由基的來源，再探討MPT-Cy2與氫氧自由基反應之特性。實驗結果顯示，在電子順磁共振光譜儀(EPR)與紫外光可見光光譜儀(UV-Vis)的光譜圖上，皆可證實MPT-Cy2確能與氫氧自由基產生結合反應。其中MPT-Cy2與過氧化氫之莫耳數比例為1 : 10000時反應速率最快，且結合反應能持續至830分鐘，未來可望作為活性氧類(ROS)指示劑。

我們很好奇什麼是酒淚？為什麼會有這個現象？是否可以從酒淚來判斷酒的品質好壞？故我們設計本實驗來找出不同酒淚表現背後的影響主因到底是什麼。 我們發現並非所有酒精水溶液皆能形成酒淚；搖杯會生酒淚的主因之一為產生液體膜，不同高度液體膜對酒淚的影響皆不同；不同溶質與濃度會造成酒淚表現的差異，如乙醇濃度越高酒淚密度越大；含甘油越多，初始淚低出現時間越晚、酒淚掛杯流速越慢、淚滴寬度越大；乙酸乙酯越多，初始淚滴累積至落下所需時間較短、體積小而流速快；甲醇的趨勢雖與乙醇相同，但其表現又有差異。液體溫度較高時產生的酒淚寬度較大、數量較少但流速快。最後觀察不同種類酒杯的酒淚差異，發現威士忌杯的酒淚表現最明顯好觀察。

藍晒的基本原理是檸檬酸鐵銨加赤血鹽的水溶液，日照後形成普魯士藍的沉澱。本實驗則透過穩定可控的光源─單槍投影機，來做為主要的光源，除了可避免天氣因素的影響外，也可投射出各種圖案，我們透過操作感光液的比例、照射時間的長短、投影的顏色，試圖找出光雕投影的最佳模式，此外，也嘗試找出適合藍晒的定色液，以延續產品的壽命。由於開放場域的環境光可能影響結果，我們設計了”迷你電影院”以提升成功率。 結果發現，以比例5:4(赤血鹽溶液:檸檬酸鐵銨溶液)的感光液表現最好，投影的時間則是50分鐘就可以讓感光液充分反應顯色，而利用顏色的操作便可同時完成深淺不同的藍色，最後，以食用醋做為定色液的效果最好，作品既顯色又耐洗。

在學製氧時，老師說近三十年的教科書多用紅蘿蔔做實驗，直到五年前，各教科書都改用金針菇，原來是第五十四屆全國第一名科展作品的貢獻。金針菇取代紅蘿蔔，是因為用量比較少嗎？還是反應比較快呢？我們很好奇這兩者的差異，希望透過實驗找出更快分解雙氧水的方法。查資料後發現，大多催化劑製氧效果都無法與實驗藥品二氧化錳相比，當然包括金針菇，但是二氧化錳屬於化學藥品，又是重金屬，對環境會造成汙染，要特別處理。經我們反覆研究實驗後，找到酵母菌能取代二氧化錳快速大量製氧，不但只需用低濃度的雙氧水，準備實驗材料又非常的方便便宜，這個發現除了可以用於國小、國中甚至高中的製氧課程，環保又經濟的實驗優勢，相信是無法被取代的！

本研究在利用實驗法了解影響藍曬圖效果的因素。為使光源穩定且可操縱光源強度，故自製藍曬燈箱進行實驗；為客觀表述藍曬圖的品質，以色差儀測量，發現ΔE 值與藍曬圖品質有很好的相關性。 我們用 6 瓶裝紅酒木箱、7 組 T5 UVA 黑燈管、壓克力板隔開燈管與曬布、黑色 橡膠墊阻隔箱子內外光線進出。得到自製燈箱曝曬 15分鐘效果良好，並以此進行實驗。發現布料質量密度大、經緯密度大、單股平紋織法、厚度小有利於藍曬圖品質，而與吸水性、彈性等較無關；感光液在第二天、燈管亮數多時，藍曬圖效果較佳；定色劑以食醋效果最好；並發現藍曬圖不適合印在要常清洗的衣物。研究過程中意外發現感光液在第 30小時左右吸光度最大，表示溶液中檸檬酸根的濃度達到最高。

本研究目的為尋找容易形成逆微胞並觀察的方法，以作為教材。我們先以十二烷基硫酸鈉(SDS)或碳鏈較短的一元醇加入沙拉油形成的兩相微胞在顯微鏡下觀察，但因形成的微胞太小，透過顯微鏡無法觀察，故我們在油水混合溶液中分別加入SDS水溶液、正丁醇、異丁醇進行觀察。發現SDS僅形成微胞；在油/水比值為2以上時，加入正丁醇可形成逆微胞；在油/水比值大於1.25時，加入異丁醇可形成逆微胞。我們另使用易溶於水的乙醇作為界面活性劑，但改變添加順序，發現在乙醇油溶液中加入水可以乳化，且在油/水比值為1.25以上時，會形成逆微胞。而以易溶於油的正己醇作為界面活性劑時，發現在正己醇水溶液中加入油可以乳化，且在油/水比值為1.25以上時，會形成逆微胞。