化學科

蛋彩畫是一門古老的藝術技法，但由於材料和環境條件的複雜性，保存是一大挑戰。本研究探究影響蛋彩塗料配方的多個因素，包括雞蛋品種、吸附能力、酸鹼性、抗光性、耐侯性、黴菌生長等。並使用色差儀和小畫家來測量色差值、RGB和HSV等色彩參數，進一步分析之間的差異和特性。研究結果顯示，蛋黃乳液、油類和無機色粉是塗料長期保存的關鍵。水中加入酸性添加物時，色差值變化最小。使用油類可以提高塗料穩定性、耐光性、耐侯性。調配塗料加入醋可抑制黴菌生長，並將畫作放置乾燥、陰暗室內。 與現今常見顏料相比，蛋彩畫材料天然、可再生，調配過程無污染，作品可降解，符合綠色化學理念。因此，本研究為傳承蛋彩藝術提供了相關科學依據。

本研究以鋅和備長炭當電極並以優酪乳當電解液作為研究對象探討其發電原理。從發酵實驗中得知優酪乳的發電情形與pH值無關而是受到微生物的生長量影響，在破壞微生物的電子傳遞鏈後電壓電流下降，且能透過餵與乳酸菌牛奶後能提升其電壓電流，由簡易方式能證明優酪乳內有放電菌參與發電反應，且其產生的電流是柏克萊團隊研究的兩倍。在增加氧氣的實驗中得知氧氣能緩和電壓電流的下降趨勢，且我們證明優酪乳在放電16小時後含有0.5mg/l(ppm)鋅離子，代表鋅會放出電子。本研究成功證明優酪乳發電同時保有空氣電池及微生物電池的特性。

課本中的鋅銅電池，藥品用量大，鹽橋製作也較費時，製作完成後，又會面臨電流過小以及不穩定的問題，這種傳統鋅銅電池約能產生2mA左右的電流，並無法使毫安培計有明顯偏轉，但又會超過微安培計測量範圍。歷屆科展的改良方式，是提高藥品濃度，或將鹽橋以玻璃紙代替，又或是將硫酸銅硫酸鋅做成凝膠，這樣製作較費時且較不利於回收再利用。我們嘗試在歷屆科展資料中找尋影響電流的關鍵因素，再設計微型鋅銅電池原型。最後，我們製作出用量僅傳統鋅銅電池藥品用量 1/10，但電流提升數倍的微型鋅銅電池，能讓毫安培計偏轉更明顯、藥品能回收反覆利用多次電流不衰減、能驅動LED，能在低用量低濃度即能使微安培計良好運作，又便於探討各種變因影響的電池。

本項實驗的理念主要以環保的觀念來探討左手香原汁、酊劑、純露在生活上抑制細菌的效果。實驗結論如下： 一、校園中不同地點的細菌數量存在顯著差異，對照組的細菌數量最多，其次是自然教室門把手上，然後是午餐桌，而則樓梯把手是最少的。 二、左手香原汁對抑菌具有一定效果，其濃度對抑菌效果有影響，原汁濃度越高，抑菌效果越顯著。 三、左手香酊劑和左手香純露均表現出一定的抑菌效果，尤其在液態皂中加入左手香酊劑或左手香純露可以有效減少手部細菌數量。 透過這次實驗結果可以發現，天然清潔劑在抑菌方面有一定的效果。未來在使用清潔劑時，可以選擇更安全、更環保的天然清潔產品來使用。

本研究使用蘆薈與秋葵自製植萃乳液，方法有浸漬萃取法、蒸餾萃取法和微波萃取法。比較三種方法，發現以微波萃取法取代蒸餾萃取法，可以達到最佳效率。經氧化還原的碘量滴定實驗，發現秋葵比蘆薈有更好的抗氧化效果。以微波六次萃取法取代蒸餾萃取法的抗氧化效果更好。自製植萃乳液的酸鹼值都介於5～6之間接近市面上廣告pH5.5的乳液。使用蘆薈萃取液的自製乳液水分含量較高，屬於保濕乳液。使用秋葵浸泡油的自製乳液油分含量較高，屬於滋潤乳液。微波萃取蘆薈乳液和秋葵浸泡油乳液都有發展成為防曬乳液相關產品的潛力。依據防曬目的，開發微波萃取蘆薈乳液預防UVA導致曬黑與老化，開發秋葵浸泡油乳液預防UVB造成曬紅和曬傷。

本研究觀察海藻酸鈣膜的生成，發展以平面雙面交聯成膜方式，增強膜的韌性及滲透性，擴大海藻酸鈣膜應用性，開發為農業營養抑草膜。為讓海藻酸鈣膜有遮光抑草功能，混加茶渣茶單寧加鐵所生成的黑色素，或將咖啡渣混加入膜中，製成黑色海藻酸鈣膜，來取代普用的黑塑膠膜抑草蓆。除海藻酸鈣膜生成條件外，試驗雙面交聯成膜及雙（多）層膜的製作方式，及其滲透性。結果顯示，以茶單寧黑色素及咖啡渣製成的海藻酸鈣膜都可有效遮光、韌性佳、不易破損，具保濕性。期許後續將甘油加於海藻酸中，再加鈣交聯所生的成膜，具較高的滲透性，可添加肥料及營養劑於膜中，經緩釋放提供植物生長所需，既可抑草又可補充養分讓其生長，營造環境友善耕作的新模式。

本實驗利用自製光譜儀製作出薑黃素檢量線，並與UV-VIS的檢量線做比較，發現自製光譜可有效檢測薑黃素之最大吸收峰值，可檢測出市售含薑黃素產品中的薑黃素含量。另外也以自製光譜製作出了薑黃素與硼螯合反應之檢量線，發現薑黃素與硼的濃度越高，螯合程度越好，效果越佳；除此之外，利用自製光譜也探討了螯合反應之錯合物與水浴時間關係，發現文獻中所提及的水浴並不是必要的步驟，僅需蒸乾即可產生螯合物，但水浴時間越長，螯合物濃度越高，也發現螯合反應後不同放置時間的顏色變化，發現放置時間越久，則螯合物在目標波長的吸光度越低，應是螯合反應之中心原子脫落所致，並用自製光譜及薑黃素的螯合反應，檢測出市售蝦仁與鹼粽之含硼濃度。

本研究欲改良常見的比色法實驗，以手機光感應器做為主要測量反應I2+I-→I3- 平衡常數的工具。共使用三個方法:硫代硫酸鈉滴定法、光譜法及手機光測法。滴定法以硫代硫酸鈉將I2還原成I-，求得平衡常數約為710。而光譜法則是將不同濃度的碘化鉀溶液代入等吸收點總濃度與吸光度的檢量線，求其平衡常數約為660。光測法以phyphox測量溶液照度，經檢量線換算總濃度，再計算出平衡常數為704~775，手機光測法最佳化感測條件後的優勢為可得到高精確、高準確和再現性高之平衡常數，且儀器取得便利、易架設，少許溶液即可測量，期許之後可用以改良高中傳統比色法實驗及實際應用在生活上。

我們想從提升實驗室中長晶的效率，來製造漂亮的寶石。因此先從硫酸銅的長晶開始，將晶種移到用Arduino電路板裝設的半自動長晶儀器中，用程式去控制攪拌速度及溫度。經過多次的測試，了解長晶的各種參數，最後總結出最佳的長晶策略是：把長晶的溶液攪拌速度調低，加上每1.5小時的人工上下攪拌，從準安定區的高溫邊界57.5 ℃，每1～2小時以0.5℃階梯式的降溫方式、降到比不安定的邊界高0.5 ℃，以不斷創造最高的過飽和濃度。經過6小時，每小時長晶量越來越多，所以長晶的最後階段、每次降溫0.5℃是很關鍵的！接著我們將結晶系統改成氣泡式全自動的方式，使濃度可以自動上下左右混合均勻，因而提高了長晶量，使探索各種晶體的成長機制更有效率！

本研究從文獻中選出十種物質，測定其蛋白質的含量，選取其中含量最多的4種蛋白質萃取液，進行其黏性、承載拉力及解離效果的比較實驗。 在「蛋白質萃取液」的黏性實驗中，以加入酸性物質，比例為「3：1」、加入鹼性物質，比例為「10：1」、加入有機溶劑，比例為「1：1」、溫度在「50°C」的條件下，其黏性的強弱，為虱目魚皮魚鱗>豬皮>脫脂奶粉>全脂奶粉。 用相同於黏性的實驗條件，在黏性承載拉力實驗中，其黏性承載拉力大小，為虱目魚皮魚鱗>豬皮>脫脂奶粉>全脂奶粉。 用相同於黏性的實驗條件，在解離效果的實驗中，以浸泡在溫度「50°C」的水中，其解離效果，為全脂奶粉>脫脂奶粉>豬皮>虱目魚皮魚鱗。