化學科

本研究目的為探討Mg、Zn去除氧化層的條件，再與NaHCO3反應，探討反應情形。將Mg浸泡HCl後發現氧化層在1分鐘內即被清除，而且Mg的氧化層對反應速率影響不明顯；以不同溫度、濃度的NaHCO3與Mg反應，發現溫度越高氣體產量越少，推測是溫度升高時，Mg表面氧化層生成較快。比較Mg、Zn與NaHCO3的反應，氣體產生量皆以Mg較多。針對兩種金屬的反應皆計算找出為二級反應，再由速率常數分別算出其活化能。用EDTA測量 Mg2+莫耳數，發現與產生氣體莫耳數比值接近1，推測產生氣體可能只有H2，沒有CO2。將反應過後金屬表面黑色物質震盪到乙醇中，使用分光光度計掃描，確認為奈米級氧化鎂；反應後溶液放置一天過後出現了懸浮的白色物質，確認為MgCO3。

去年學姊用天然染料吸收3w鋁基板光照硝酸銀凝膠，使染料的電子躍遷至銀離子膠體上而還原出奈米銀變色膜。今年我們企圖將分散點狀的奈米銀成網狀格柵導電膜，為綠能的研發盡一點心力。 我們成功的改裝偵測光照面積受光的均勻度、縮小抽氣乾燥暗箱層架及空間、整合光照偵測系統至第三代，終於創新研發出可同步以Arduino C語言程式取代三用電錶偵測照光時導電膜的電阻變化與光敏電阻串接的1KΩ電阻電壓分壓變化。 由投影片、天然染液、硝酸銀溶液、白膠、棉紗網格至交錯纏繞難導電的金屬網等材料，成功的研發出由數MΩ降低百萬倍至10Ω左右電阻規格的奈米銀格柵導電膜，非常便宜又精細的製程，讓人人都能製備出導電膜成為可能。

本次實驗我們探究不同濃度之硝酸與銅片反應生成20ml氣體的反應速率及生成的20ml氣體中NO2的佔比。 實驗中，我們使銅與硝酸溶液在20ml的注射筒中反應並用其收集20ml氣體，同時硝酸會被生成氣體排出注射筒，當注射筒中充滿生成氣體時就紀錄反應所需時間，隨後用排水集氣法收集一氧化氮氣體。

本研究分為兩大部分進行電鍍銅的變因研究。第一部分的操縱變因為改變電鍍銅的基本實驗條件，發現電極距離越近、電壓越大、電鍍時間加長會使鍍上的銅越多但是容易產生黑色氧化銅，而改變電解液硫酸銅的濃度發現10%的硫酸銅可鍍上的銅最多，濃度降低或增加並不會增加鍍上的銅。第二部分主要是研究添加劑對電鍍銅的影響，除了將鍍上的銅秤重外，另外自行研發以簡單的『膠帶撕黏法』想要了解鍍銅的附著力。實驗發現添加氯化鈉與鹽酸會使鍍銅的附著力提升，較不易從被鍍物上脫落，添加氫氧化鈉會使電解液產生氫氧化銅的沉澱而阻礙電鍍銅的進行，添加低濃度硫酸則會鍍上較具有光澤品質較佳的銅。

本研究利用二氧化碳超臨界流體萃取韭菜籽並進行分析，主成分為脂肪酸，以亞油酸比例最高而棕櫚酸次之。再利用綠色合成方法製備碳化韭菜籽萃取物，其有豐富的官能基、激發波長相關光致放光之特性相似碳點。此碳點於適當的條件下，在水中會自組裝形成分散性、穩定性均佳的碳化韭菜籽萃取物微胞(CLSEMs)。以ABTS進行抗氧化測試，證實微胞具有自由基清除與抗氧化效果；對Co2+有最佳的感測選擇性，最低偵測極限為1.7 μM，且成功首創將抗癌藥物順鉑修飾於碳點所形成的微胞上，鉑金屬載量最高可達4.7%。因 CLSEMs具有有機長碳鏈，有機會提高藥物穿過細胞膜之能力，以利順鉑與 DNA 鍵結，有發展成新型抗癌藥物之潛能。

天然中草藥是東方人崇尚的健康養髮方式，於是我們萌發了自製漢方洗髮精的念頭。我們先以市售洗髮產品訂定檢測洗髮精的標準，再以胺基酸起泡劑做為基底混合椰子油或弱酸性起泡劑測試不同比例洗髮精基底的清潔效果；結果顯示出：添加椰子油起泡劑比例越高時，去油力與去汙力都會增加，但沖洗的時間也越長，需耗費更多的清水才能洗乾淨。添加弱酸性起泡劑可增加起泡力，而去油及去汙力，則在添加比例至5%時，清潔的效果最佳。我們於是決定用胺基酸起泡劑25%搭配弱酸性起泡劑5%的比例，做出洗髮液基底，並用皂莢、何首烏、當歸及乾薑熬煮出來的萃取液取代原本的水，再利用食鹽來增加洗髮液的稠度，調和精油來滋潤髮絲，便製成了天然漢方賦活洗髮液。

化療為癌症主要的治療方式，對正常細胞常造成副作用。為了讓化療藥對癌細胞具選擇性，利用希夫反應的原理，將核酸的醛基和二硫化物的一級胺形成共價鍵結，來設計本實驗。先用鹽酸讓核酸露出醛基，再和二硫化物的一級胺進行交聯。因為癌症細胞內的穀胱甘肽量高於正常細胞，可催化二硫化物的雙硫鍵，使其斷鍵，而釋放出裡面包覆的化療藥。搭配乳化反應，藥物載體在電子顯微鏡下為球型，粒徑是 55.89~115.7奈米，界面電位呈現負電。隨著 pH 值 3 往 10 變化，粒徑有變小和電位變更負的趨勢。載體在與兩種正常細胞共同培養後，呈現高存活率，顯示對生物體無毒。在模擬癌症的微酸環境中，二硫化物載體，相較於對照組，可釋放較多的化療藥。

本研究探討溶液顏色與色彩參數RGB 值關係，在測量裝置開發上:光源上採用平板螢幕發光，讓試管色彩數值均勻，也可調整入射光強度與種類。在容器上，以方試管改善圓試管的不均勻吸收。以五層(長)試管，驗證多層數、高濃度，對應RGB 值會規律下降。所設計的裝置與手機 colormeterapp方法，可即時、簡單地測量方框內色彩參數平均值。以上設計已成功提供有色化學反應研究。 以此新設計，研究6 種指示劑酸鹼變色，將指示劑分類，並找出分子結構與 RGB 值關係。也成功應用在化學反應速率測量上。這發展出的方法裝 置，能應用在生活上，藉由將色彩變化定量，來解決許多問題。

新冠疫情影響了人民原本的生活型態，抗菌產品不僅迅速且持續被開發。到手香是長年生的天然植物處處可見文獻中提到其精油具有極佳之抗氧化、抗菌及抗發炎等生物活性。本次研究以到手香與海藻酸鈉交聯-開發新型抗菌球皂的可能性。以球殼形成的完整性、平均膜厚、包覆能力觀察交聯程度。實驗證實，到手香的確與海藻酸鈉發生交聯反應。且在搜尋文獻過程尚未發現有相關發表。期望藉於此研究，不僅能延伸開發抗菌產品亦能達到以天然植物作為交聯劑達到友善環境成效。

網路搜尋到「一元電池」，因好奇而進行研究；歷屆科展作品皆採用一元硬幣來研究，但五十元硬幣才是最佳器材最後除點亮LED燈、啟動電子鐘，更突破性點亮鎢絲燈泡，但仍無法使手機充電 。 「一元電池」使手機充電影片，經驗證是偽造，但由影片找到實驗元件：硬幣、鋁箔紙、鹽水及硬幣連接方式；使用三用電表測量電流及電壓，需等數值穩定，才能獲得較客觀的結果。 酸酸鹹鹹冰梅肉充當電解液也算創舉；硬幣電池串聯，電流強度未增加太多，但電壓卻呈倍數成長；硬幣電池並聯，電流強度有增加趨勢，但電壓並無明顯差異；NaOH雖是最好的電解液，必須 等未來實驗技巧成熟後，再進行後續研究。 實驗後，應將硬幣恢復原貌，落實實驗倫理，希望往後研究能注意落實。