化學科

茭白筍種植為埔里重要產業，剝除下的筍殼常被棄置路旁造成汙染。本實驗以茭白筍殼為材料，探討其組成，發現因水分含量達85%，無法像稻草燃燒才被棄置路旁，因含有菰菌無法以細菌分解成醣類，故將乾燥筍殼添加無機酸水解後形成還原糖，並探討經由鹽酸、硫酸在不同濃度下水解情形，結果發現，在鹽酸1M加熱30分靜置一天冷卻後，其水解量可達50%，加熱處理以微波爐加熱提升反應速度，微波爐以小火加熱5分鐘後，再以大火加熱5分，可達到還原糖最佳(29.32%)，將處理後的糖類發酵一週後以蒸餾器蒸餾出酒精，初蒸可得3%酒精，經由3次蒸餾可達50%，並將剩餘酸性濾液以廢棄牡蠣殼處理，可達到節省成本、廢物再利用的效果。

在上一屆的全國科展活動中，得蒙幾位教授細心的指導與鼓勵，並提供一些良好的研究路徑，引發了我深入研究探討的勇氣和決心，再做更大膽的假設，並動手實驗以求應證。

學校製造的粉筆垃圾，工業、實驗室產生的硫酸銅（含銅）廢液，我們利用兩者執行教科書的電鍍實驗，並回收到純銅（紅銅）。 前半部的理論研究，我們製作出類似教科書電鍍裝置的「粉筆電鍍裝置」後，逐項討論可能影響其工作效率的九項變因（通電時間、通電電壓、硫酸銅濃度、粉筆長度、粉筆直徑、電極種類、電極埋角、電極深度、電極距離），並求得最佳數值。 後半部的應用研究，我們參考工業的電鍍作法，利用添加物使標準電鍍液（硫酸銅）改良為佳化電鍍液（硫酸銅＋硫酸）。然後考慮粉筆垃圾的實際情況，製作出「實用型粉筆電鍍裝置」，並分別求出其使用標準、佳化電鍍液時，最大紅銅質量、最大通電時間、最大平均電流的數值與發生條件。

放假時和媽媽一起到舅舅家玩，看到舅舅正忙著將採收的水柿放在大水缸裡浸泡。我覺得好奇：水柿要經過怎樣的處理才會快點成熟又好吃呢？於是我就和幾位有興趣的同學一起研究這個問題，並請老師指導我們。

由於人體的胃腸器官在消化與吸收上，所扮演的角色不同。加上人體的位器官市在酸性環境中消化食物，而小腸則在弱鹼性的環境中吸收食物的養分。而一些有益人體健康的益菌，為了避免在胃中被胃酸所破壞，而無法到達小腸被吸收。就必須藉著『晶球』這件『保護衣』，才能通過胃酸的考驗，順利到達小腸而被吸收。因此，『晶球』的保護性也就更加的重要。

薑汁撞奶會產生凝固是牛奶中的酪蛋白與薑汁蛋白酶發生反應，酪蛋白濃度需要達到10%以上才會形成完整的塊狀凝固。乳清蛋白具有較高的熱敏感性，牛乳加熱產生的奶皮，推測可能是乳清蛋白。奶精蛋白質含量很少，離心後在溶液上方有類似脂肪的物質，易造成身體的負擔。脂肪含量會影響薑汁撞奶，少了脂肪便少了疏水性，不容易形成凝固。不是每ㄧ種薑都能與酪蛋白產生凝固反應，薑汁蛋白酶含量才是關鍵。薑汁蛋白酶活性會受到高溫破壞，耐熱溫度約60℃以內；種植年份越久的薑，薑汁蛋白酶含量越多，產生凝固反應時耐熱溫度越高。發芽的薑仍具有薑汁蛋白酶，新芽如同嫩薑，幾乎沒有薑汁蛋白酶。將製作順序顛倒，把薑汁倒入牛奶中不會有明顯的凝固情形。

由於工商科技的發展帶給環境負面的影響日漸嚴重，其中尤以重金屬對台灣環境的影響較為顯著，故探討能移除排放廢水中的重金屬之有效天然資材有其重要性。以台灣天然存在之大地資源土壤中的奈米粒子來進行對汞、鎘的吸附，試驗結果得知，台灣三種代表性土類土壤中的奈米粒子確實能有效地吸附汞離子和鎘離子，且其中以對汞的吸附要大於對鎘的吸附。屬於砂頁岩沖積土的奈米粒子對汞、鎘的吸附最大，其次是黏板岩沖積土的奈米粒子，而最小的則是屬於台灣紅壤的奈米粒子。以上結果經由電化學方波伏安法的測定、電導度計法的測定與發芽率試驗結果都有相同的趨勢，顯示土壤奈米粒子可用來當作移除汞、鎘等重金屬的天然資材。

自2019冠狀病毒在全球大爆發後，「戴口罩、勤洗手」成為個人防疫的重點。因此，讓我們對洗手產品產生了興趣，本研究將探討如何自製環保洗手皂球。 我們先用市售洗手產品訂定檢測洗手液的方法，並以椰子油做基礎皂基再添加橄欖油、蓖麻油與棕櫚油做出不同比例的液態皂基，實驗結果中顯示：添加橄欖油比例越高時，起泡力與去油力都會增加，但皂基會變濕軟且較難溶解。添加蓖麻油皂基Trace速度快，皂基不會因為添加量過多而變濕軟。添加棕櫚油可增加皂基硬度，且添加量越多去油力越好。最後抗菌皂球製作中發現利用薄荷萃取液以6%海藻酸鈉溶解含棕櫚油皂基與3%乳酸鈣水溶液作用3分鐘所產生的皂球能成功包覆皂液、形狀結構完整、抗菌力佳，最適合用來洗手。

結晶體是可以來自溶液的結晶作用，而周遭的事物，無所不在的晶體，引起我們探討的興趣。

本研究以自製滾動式研磨機，將蛋殼和氧化鋁粉研磨成超細粉體(小於 10-6m)。在蛋殼方面，研磨時間愈長，粉體粒徑愈小，與冰醋酸(3)之接觸面積愈大，故CO2排水速率愈大，並由此推算出不同研磨時間之粉體總數比。在30℃ 時，由不同鹽酸濃度之CO2排水速率可求出反應速率定律式(5)為 r=4.85x10-3 [H+]0.34，同理可求出5℃、60℃之速率定律式，再由阿瑞尼士方程式作圖(10)，求出活化能Ea=4.85 10-3J/mol。在氧化鋁粉溶液，以雷射光照射，產生一條光通路；加入食鹽產生凝聚現象；靜置一段時間後，無沉澱現象，證實已研磨到膠體溶液範圍(10-7m～10-9m)(7)。最後在相同粒徑下，將蛋殼粉體與市售碳酸鈣的CO2 排水速率做比較，算出蛋殼中碳酸鈣成份為97.02 %，與文獻97% (9)相近，更說明本實驗之正確性。