化學科

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。

海藻酸鈉水溶液和乳酸鈣水溶液混合後可形成具有韌性的膜狀物質，本研究嘗試利用此特性來製成可分解的類塑膠。首先我們嘗試於薄膜添加其他物質來加強其載重、耐受性，發現到若是在海藻酸鈉溶液中混入紙漿，即能有效增加其載重能力。而後檢核自製薄膜若是承裝不同物質時是否影響其性質，本研究發現鹼性物質會造成自製薄膜結構弱化，以致載重能力變差；溫度對於薄膜載重能力無顯著影響；而接觸油脂類物品，隨著接觸的油量越多薄膜亦呈現弱化的趨勢。考量到此薄膜要能自動分解，我們最終探討薄膜在土壤中的分解速度以及不同環境下的分解速度，相較於塑膠袋，自製薄膜在埋入土壤5天後多能看見部分結構分解情形，且若環境趨向鹼性，分解效率將會越佳。

由學校講座知道原來毛豆是黃豆的小時候，是同種植株。本研究目的是探討毛豆漿的營養成分。為了瞭解大豆生長過程，先進行實地踏查，再以自製不同品種的毛豆漿、黃豆漿與催芽豆漿進行實驗，本研究透過自製透光儀發現，毛豆漿的蛋白質含量與黃豆漿、催芽豆漿差異不大；利用本氏液檢測發現，與黃豆漿、催芽豆漿相比，毛豆漿中的葡萄糖含量略高，在總生菌數測試片上菌數較少；利用碘液檢測顯示，毛豆漿具有直鏈澱粉，易被人體消化與吸收，可以製作成毛豆粿製品。因此期許未來可以利用毛豆具有直鏈澱粉的特性，研發不同的毛豆製品，讓富含蛋白質與直鏈澱粉且營養豐富的毛豆，可以推廣給大家，擁有更多的應用價值。

本次研究探討速率及添加鹽類對反泡泡成功次數與生存時間的影響，我們發現： 一、 成功次數最高的基礎變因為：水與洗碗精重量比100：1，吸管外口徑寬度0.6cm，入水角度垂直水面50度，吸取水量高度離管口2.5cm，吸管距承接液面高度0.5cm。 二、 吸管滴下液體速率在12.2~14.8cm/s之間，可成功產生反泡泡。 三、 滴入的間隔時間及加入食用色素，對反泡泡成功次數與生存時間的影響並無影響。 四、 隨著鹽類的莫耳數增加，成功次數及存活時間都明顯下滑。 五、 最佳成功次數取決於陰陽離子價數，一價優於二價；最佳存活時間長短取決於離子價數與適當的離子半徑。 六、 添加鹽類後，黏滯性並非影響存活時間的主要原因。

阻轉異構現象是一個經常被忽略的手性來源，是軸(axial)受空間中的立體阻礙而緩慢旋轉，導致不同手性的構形產生。這種隨時間變化的手性對藥物格外重要，因為在生物系統中，雙分子的作用深受配體和受體影響，其手性差異可能導致截然不同的結果。因此，我們決定設計一系列實驗探討阻轉異構物，以兩種方法測量構形轉換的能量障礙。 首先，我們合成了擁有不同大小基團的吲哚衍生物，接著藉由1HNMR判斷是否有阻轉異構物產生，再以變溫NMR分析阻轉異構物，並利用公式計算軸(C-N鍵)旋轉的能量障礙。另一方面，我們透過QM Torsion Profile Calculations模擬目標物旋轉的能量變化，求出其旋轉的能量障礙理論值，最後再配合文獻中的相關數據，得到阻轉異構物之間相互轉換的週期。

本研究由香蕉皮在檸檬酸溶液中微波萃取出果膠，希望此果膠可改善烘焙麵團性質，取代人工乳化劑。研究發現以微波萃取法可提高產率約至17.7％；此萃取物被證實具有果膠特質（乳化能力及凝膠特性）。應用在烘焙麵團時，具有調整麵團發酵速度的能力，可加速高糖酵母麵團的發酵速度，節省製作吐司的時間；但對低糖酵母麵團的影響則是延緩發酵速度，適合用在需要長時間發酵的麵團中；萃取物的乳化特性，可強化麵筋結構，使麵團延展性佳，有利保存氣體進而增加吐司體積，也可讓麵團在烘烤過程及吐司保存過程，水分流失較少。總結，添加香蕉皮萃取物可以得到燒減率小，老化速度慢的膨鬆吐司，以香蕉皮萃取出的果膠來取代麵包中的人工乳化劑是可行的。

分別從紅龍果果肉和果皮提取甜菜紅素，可見光吸收光譜λmax=538 nm，可以與銅離子配位，從紫紅色變粉紅色。它對銅離子具有高度選擇性，偵測極限達1ppm。另外將紅龍果汁用來製備碳量子點，最佳合成條件是紅龍果汁稀釋成1/2，以180℃水熱法反應2小時，離心、透析純化，得到粒徑1-10nm的碳量子點。在紫外光-可見光吸收光譜λmax=285 nm，為碳量子點特有之共軛C=C電子躍遷。碳量子點在紫外燈的照射下會發出藍色的螢光，螢光儀測得放射光譜λmax=455 nm。以手機光譜儀結合樂高積木組成自製螢光光譜儀，發現在pH=2.5環境，稀釋倍率為1/1000時螢光表現最佳。當與銅離子接觸時，碳量子點的螢光會被淬滅。碳量子點螢光為無毒、低成本，可應用於生物、醫學之奈米材料。

減塑是必行的工作， 由2021年消耗28億杯咖啡紙杯資料中，我們計算出每年消耗約2000公噸的PE，我們以愛 玉子：水 =1g：80ml的比例，以20℃的水用果汁機攪打90秒萃取愛玉凍，透過蔬果烘乾機以50℃烘乾8小時製成愛玉薄膜，以自製的測量薄膜的張力，找出較堅固的薄膜，薄膜厚度經測量為0.004cm。愛玉薄膜具有防水、在100℃熱水煮1小時也不溶化，在烤箱140℃烘烤20分鐘不被破壞、不溶於99%酒精、丙酮、飽和檸檬酸、99%醋酸、飽和小蘇打溶液中，化學性質穩定等特性。透過將高熔點起司煮成起司糊當黏著劑，成功將愛玉薄膜鍍於塔模餅乾上， 在裝熱水的測試中，成功的在1小時後都不滲水，並透過咖啡測試，發現對於熱飲味道的影響頗低，可以成為取代PE膜的環保替代方案。

我們選用八種油品與兩種醇類做液滴擴散實驗，發現異丙醇擴散速度過快，所以選用乙醇進行後續實驗，並加入中性藍色顏料作為染劑。再以四種乙醇濃度(95%、90%、85%、80%)，對不同油品進行液滴擴散實驗，發現苦茶油加入乙醇液滴不會散開，其他油品在滴入95%乙醇時，液滴擴散面積最大，其他濃度的擴散情形則表現不一。我們以三種市售苦茶油進行實驗，發現液滴皆不會有擴散的現象，但加入大豆油混合時，當混油的多元不飽和脂肪酸高於10%，就會有擴散情形，另外，我們利用豬油加入大豆油中，當多元不飽和脂肪酸低於10%就會有液滴縮回的情形。因此我們認為可利用85%的染色乙醇來判斷苦茶油的純度是否達94%以上。

隨著快篩的實用度提高，我們希望能夠更了解快篩的原理、適合快篩的濃度與體積，以及最合適的作用時間，我們以色彩灰階值作為顏色深淺定量。由於COVID-19的檢測試劑需要高規格的實驗室，因此我們選擇較易取得的排卵試劑，我們跟龍騰生技公司取得排卵試劑以及黃體素80MIU濃度的尿液，我們將原濃度尿液體積分成30、50、75、100μl，發現每種濃度的深度大致相同。我們將原濃度分別稀釋成1、2/3、1/3、1/9、1/27、1/40、1/50倍，發現顏色深度隨著濃度下降變淺。而快篩可測得的最低體積介於25μl~30μl，最低濃度則介於1/50~1/55原濃度之間，每組數據皆在8～9分鐘時達到穩定。