化學科

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。

此研究主要以手機app『科學日誌(Arduino science journal)』研究各項變因對藍印術反應速率的影響。發現普魯士藍並不會溶於水中而是懸浮在溶液中或產生沉澱。研究結果發現UVB紫外光組的反應速率明顯高於LED組與日光燈組。雙氧水與硫代硫酸鈉不是對光敏感的還原劑，對光敏感的還原劑其還原能力順序為：草酸根>檸檬酸根>酒石酸根。鹽酸與稀硫酸的濃度對藍印術反應的反應速率沒有明顯影響。硫酸在較高濃度時會使藍印術的反應變慢。對於反應級數的研究，根據實驗結果可得到草酸根的濃度對反應速率應為1級;赤血鹽的濃度對反應速率為0級;三價鐵離子的濃度對反應速率應為2級反應。 R = k〔C2O4 2−〕1〔Fe(CN)6 3−〕0〔Fe3+〕2，並由級數推估出可能的反應機構。

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。

透過多次觀察焚火台的經驗，並發現這幾年大家開始採用比較環保的木質顆粒當作燃料， 在這次不斷的研究中，逐步發現自製木氣爐搭配木質顆粒燃燒的效果差異。我的研究共有七個研究目的，分別為木氣爐原理與材料調查、自製木氣爐、探討自製木氣爐外罐口徑大小對木質顆粒燃燒的影響、探討自製木氣爐內罐底層孔洞大小的對木質顆粒燃燒的影響、探討自製木氣爐內罐上層孔洞大小對木質顆粒燃燒的影響、探討自製木氣爐內罐上層孔洞排列形狀對木質顆粒燃燒的影響、經參數優化的自製木氣爐及改良裝置的比較。隨著一次又一次的實驗，漸漸發現一些問題，在實驗中試著改良我的木氣爐，最後藉由數據分析，做出一個最適合搭配木質顆粒燃料的野炊木氣爐。

從導電黏土的製作原理，意外發現利用電阻差異製成的音樂鉛筆玩具，於是激發想像力要製成音樂黏土電子琴。本研究企圖尋找製作導電黏土與絕緣黏土條件，並利用材料組合的電阻差異製作音樂黏土電子琴。研究發現，1. 自製導電黏土是可行的，比較不同的電解質，加鹽是比較好的選擇。2. 導電黏土採用中筋麵粉且不需加糯米粉較佳。3. 絕緣黏土的則適合加入糯米粉，並以橄欖油取代水。4.以導電黏土與絕緣黏土，搭配簡單電子材料可完成發光電路。5. 以IC NE555P製作音樂黏土加微量的純水調音，可有效增加黏土發聲音頻範圍。6. 用arduino可程式化將電阻值轉換成音頻的方法，能穩定發出固定音階，能製作音樂黏土電子琴。

本研究利用奈米CuBr作為前驅物置換上修飾金屬，且以電氧化法使其成為摻雜奈米金屬之氧化銅電極，用於檢測亞硝酸鹽的氧化。研究發現：自製的奈米鈷金屬氧化銅電極(Co-CuBr/CuO NPs/GCE)，採循環伏安法檢測亞硝酸鹽可產生明顯氧化峰，催化且降低其氧化過電位約0.2 V，電流亦顯著提升。此電極偵測NO2―(aq)濃度範圍為50 ~ 25000 μM，靈敏度達1.94×104 μA / mg·mM。此外，在有干擾物存在時，Co-CuBr/CuO NPs/GCE偵測NO2―的選擇性極佳，應用於人工尿液的偵測極限可達10-6 M，且計時電流法濃度極限達74 μM，靈敏度極佳(2.23×104 μA / mg·mM)。本研究採用CV與CA方法確認自製修飾電極的偵測靈敏度相當且再現性佳，可有效檢測並催化亞硝酸鹽氧化，並可應用於尿液篩檢，達到簡潔永續效能。

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。

本研究的主要目標是利用奈米金屬團簇的特殊性質，以及與螢光分子的交互作用，來製作小巧的氣體感測裝置，以解決大型儀器太難攜帶的問題。研究內容分為三個部分，首先為「有機相螢光複合材料之合成」，我們藉一系列實驗探討最佳的合成方法與材料配製，以最佳化其感測性能；其次為「微小化自組感測裝置之製作」，我們設計製作並改良感測裝置以及輔助感測的電路，並用3D列印技術印製標準化感測器；最後一個部分為「氣體感測數據分析」，以自組感測裝置進行九種有機氣體的感測。我們通入有機氣體使螢光訊號增強，重複數次，以要求感測的再現性，並改變感測濃度，以建立各種有機氣體的感測檢量線。最後，我們分析數據，以深入了解此種材料的感測性質。

自配1%酚酞酒精溶液，在進行微型酸鹼顏色判斷時，會因為酸鹼溶液與指示劑之間比例問題，造成酚酞溶解度下降而出現白色混濁，造成顏色誤判；(1%酚酞酒精溶液/酸性水溶液)比值在pH=1、2之HCl水溶液產生白色的範圍依次為1.1~10.3、1.3~10.0；pH=1、2之H2SO4水溶液產生白色的範圍依次為1.4~15.0、1.8~10.0。0.1%、0.5%、1%酚酞在pH=14之NaOH水溶液，均可觀察到粉紅色褪色為無色；pH=15則因出現白色混濁，無法清楚判斷變色；0.5%酚酞在pH=-1的HCl、H2SO4可觀察淡淡橙色。0.07~0.6M的NaOH在0.01M酚酞中的褪色動力學，褪色反應隨著NaOH濃度增加而變快，可以得到反應速率常數k=0.032M-1s-1。而在NaOH溶液中加入酒精，酒精含量越高的情形下，會使得褪色的反應速率變慢；若改加入丙酮，反應速率差異不大。

本研究探討以光電延長電化學電池壽命的可行性，在鋁銅電池兩電極間置入以幾丁聚醣為載體含有葉綠素、氯化鈉、及醋酸之膠態電解質所組成的新型三明治電池。電池以鋁網為陽極、中空銅框為陰極，太陽光經照射光敏染料的葉綠素，激發電子，傳遞電子至陽極，還原被氧化的鋁減緩消耗，被氧化激發態的葉綠素則為經外線路傳遞到陰極的電子還原為基態。研究結果顯示於葉綠素溶液中，加入幾丁聚醣(3.0%)、氯化鈉(0.6%)及醋酸(1.0%)，所配出的膠態可得最好的最佳組成及條件，照光情形下含葉綠素之電池比不含葉綠素之電池電功率下降速度慢很多，證實以光電延長電化學電池的壽命的可行性，本研究為一種環境友善的新型太陽能光電輔助鋁銅化學電池。