化學科

本實驗利用維他命Ｃ和硫酸銅溶液混合形成綠色溶液，接著慢慢加入氫氧化鈉會形成黃色沉澱。若快速加入氫氧化鈉則會形成橙紅色澄清溶液。黃色沉澱經藍色雷射光或綠色雷射光照射皆形成黑色物質。橙紅色澄清溶液照射藍色雷射光或綠色雷射光形成黑色物質。橙紅色澄清溶液經過太陽光照射後可形成棕色物質或黑色物質。我們經由定性檢驗及uv-vis光譜來推測綠色溶液、黃色沉澱、橙紅色澄清澄清溶液、棕色物質及黑色物質的成分。

以泰源肚臍柑皮作為材料，將其烘乾製成粉狀後高溫鍛燒製成生物碳。檢測Zeta電位可知生物碳表面帶負電，分別對吸附亞甲藍、結晶紫、甲基橙等有機染料的效果探討，發現生物碳對表面具有不同電性之染料有明顯差異，且在混合染料實驗中可知生物碳對表面帶正電的亞甲藍及結晶紫有很好的吸附效果，反之對表面具負電的甲基橙則無，推測靜電力為主要吸附原因。 從上述生物碳表面電極以及染料吸附實驗結果，設計使用生物碳吸附水楊酸實驗，且結果證實生物碳可吸附水楊酸，再進一步探討生物碳在不同濃度水楊酸溶液環境下對吸附比率的關係。 同時為了探討生物碳重複使用的效果也使用酒精作為脫附劑進行了脫附實驗，結果證實重複吸、脫附三次的生物碳，吸附率皆達70%以上。

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。

日本被稱為「腸胃清道夫」，本研究發現添加物可改變蒟蒻的凝膠性質，善用其凝膠性可開發蒟蒻創意用途。 首先藉由自行設計的硬度、彈性等測試器具進行物性測試，操縱變因包含蒟蒻濃度、鹼液pH值、鹼粉(鹽類)種類、常見添加物、天然色素、貯存方式等。研究發現蒟蒻濃度與pH值是影響品質的關鍵，膠體pH10以上有助於固化成型。糖的添加會使凝膠性下降，但鹽巴有助於凝膠，實驗中發現Na⁺優於Ca²⁺、Mg²⁺，這些現象符合陽離子可提供交聯作用的模型，提出蒟蒻電池是可開發的環保微型電池。利用天然色素可增添蒟蒻視覺性與特殊風味，採用酸鹼中和易使蒟蒻外表扭曲變形，採冷凍儲存方式會有離水現象使組織呈纖維網絡海綿狀，可做成蒟蒻海綿。

本研究將定量的葡萄糖與乙酸酐反應，可將葡萄糖上的羥基進行乙醯化反應，再將乙醯化的葡萄糖與可回收使用的催化劑磷鎢酸以5:1當量數進行催化反應，並分別以是否微波、微波時間、微波溫度及微波瓦數為變因進行實驗，發現當微波溫度40℃、微波功率300W，微波30分鐘時，可得到最高產率的目標產物。再將葡萄糖與催化劑磷鎢酸及對甲苯硫酚以當量數為變因，找出最佳產率的條件，再將此最佳條件分別以不同醣類為變因進行反應，將所測得之目標產物的產率與傳統催化劑三氟化硼所催化的結果進行綜合比較及討論，最後以NMR儀器分析確定反應是否成功並了解其反應機制，進而幫助科學家在研究癌症細胞中醣分子的合成反應過程可以更有效率，並以達到綠色化學為目標。

首先以滴管、滴定管、水平微量滴定管等現有滴定裝置進行酸鹼滴定測試，滴定終點時呈現的色澤深淺並不一致，經實驗發現，造成滴定終點色澤深淺不同的主因，是現有滴定裝置產生液滴過大所致。接著針對液滴過大之缺點進行改良，利用螺旋擠壓原理搭配針頭為液滴出口，自製第一代滴定裝置；進而應用氣流吹落殘液，自製第二代滴定裝置。本研究改良型滴定裝置，具備螺旋擠壓液滴、氣流吹落殘液等兩大亮點，可使產生之液滴更微小。最後經實際測試，使用改良型滴定裝置所產生液滴更微小，可使滴定終點更接近當量點，所呈現的淡粉紅色深淺較一致。此全新改良型滴定裝置具備精準度高、操作簡易、成本低廉等優點，深具實用價值，未來有商品化之潛力。

一般變色膜是用光致變色粉與PU膠混合而成，我們的光致變色薄膜是用天然染料吸收陽光的紫外線，使染料上的電子躍遷至銀離子膠體上而還原出奈米銀，使變色膜透光度變低。 我們成功的自製抽氣乾燥暗箱及3w鋁基板光照箱，讓光照成效能不錯的控制變因；自製多色光光罩吸光儀可記錄不同色光穿透變色膜下的光敏電阻感光電阻下降，偵測與之串接的一般電阻電壓提高的多寡，可算出透光率及透光恢復率的大小。 以Gy33感測器記錄變色膜的RGB值，轉由HSV之色相值等，可確切得知變色膜顏色變化的程度，未來以此製成的變色薄膜，可黏貼在汽車玻璃或窗戶玻璃上，達到光穿透率變低，光不刺眼、防曬、使車內或室內溫度下降，達到節能減碳目的成為可能。

許多文獻中提到，交聯作用後的海藻酸鈉薄膜具有吸附重金屬的效果，本研究探討海藻酸鈉薄膜在不同時間、不同溫度、不同磁場下對鎳、鐵、銅離子的吸附效能。研究結果發現，海藻酸鈉對不同金屬離子之吸附效果整體而言為鐵>鎳>銅；溫度上升使海藻酸鈉對鎳、鐵、銅離子的吸附率更快達成平衡，且使達動態平衡後的吸附率震盪幅度更大，此外，鎳、鐵、銅離子在45℃的環境中的吸附效果最佳；磁場強度亦會影響海藻酸鈉對鎳、鐵離子之吸附效果，銅離子則無明顯差異。

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。

有關於染料敏化太陽能電池(DSSC)的優化。首先使用平整的刮刀器均勻地塗抹400um的石墨膠在DSSC的電極上可以提高導電性。而0.5M的I-/IO3-電解液可以獲得最佳的填充因子和高轉換率。染料方面混合梔子紫、梔子綠和梔子藍色素可以增加吸收可見光波段並提高吸收度。ITO導電玻璃的耐受溫度約為300℃左右，超過此溫度電阻逐漸增加。負極之奈米粒子所製備之TiO2薄膜的最佳厚度為5-10um，且30nm的粒徑比25nm和常規粒徑表現較好。使用Ti(Cl)4乙醇溶液進行電解沉積時，最佳的電解沉積電位在-1.025~-1.1V區間內且其DSSC的轉換率可達0.5％。加入奈米銀到DSSC的染料中可以有效提高吸收度，比例為奈米銀：混合染料=1:30時可以有效提高DSSC的效能。