化學科

嗜高溫好氧菌Geobacillus thermoleovorans T4，是被報導具纖維素分解能力的菌株，但僅止於學術研究階段。本研究成功地應用於廢棄纖維素的轉化，並獲得二重要結果：第一，T4菌株可將稻桿與稻穀殼分解為還原醣；調整培養基氮碳比、纖維預先蒸煮及以臭氧斷鏈皆可有效提升還原醣產率；纖維素轉化為還原醣最佳化條件為稻穀殼先高溫蒸煮爆碎，在氮碳比為1：7的培養基中，pH=6、65℃時，還原醣產率可高達69.81%。第二，未以臭氧，將T4菌株反應後之稻穀殼溶液，植入30mL、有高的酒精耐受度(30%以上)的Saccharomyces diastaticus菌株反應72 hrs後，酒精發酵率高達79.89 %。換言之，目前本研究纖維酒精產率至少可達28%以上，而且製程中產能與耗能確可達到綠色能源訴求。圖1.為自製生質酒精反應器，初步已有24%的轉化效果。

將紫甘藍汁盛裝在內壁塗佈有 TiO2 光觸媒的燒杯中，以紫外光照射半小時即有顯著的褪色現象，但未塗佈TiO2 燒杯中的紫甘藍汁也以紫外光照射，卻無螁色，可見TiO2\r 的確產生效果；並以自組的透光儀量測紫甘藍汁水溶液，發現當水溶液的顏色愈淺，透光度會愈大，透光儀所輸出的電流值也隨之愈大，故可藉以計算紫甘藍色素的分解率。另外，實驗發現在愈鹼的環境下，TiO2\r 光觸媒對紫甘藍汁有較佳的分解效果，由此可推論，紫甘藍汁中色素的分解是起因於氫氧自由基的氧化作用，在愈鹼性的環境中有助於二氧化鈦光觸媒產生氫氧自由基，故造成鹼性環境中的分解效果比在酸性環境中好。

反射投影機（overhed Projector，簡稱 O.H.P ）對高中化學教學上，確是一項很實用的硬體設備，可惜平常使用率並不高，未發揮其教學功能 · 這可能是缺乏教具軟體的製作友對 0.H.P， 使用的認識不夠。一般認為教具由市面上購買太貴而自己製作又嫌麻煩，因此一直維持傳統式口授，缺乏創新教學。作者深感教具製作在現今教學向重要性且教具製作與使用是一種潮流，隨新教材的實施，勢在必行。教學方法的革新要從教具製作著手。因此，竭盡所能，貢獻所學，設計一系列與課本理論有關的教具模型，加以靈活運用，俾益高中學生對化學理論現象的認識及達成教學效果。

這次的實驗，主要是探討兩成分系統氣相、液相的平衡。實驗時以甲酸(HOOH)─水(H2O)微系統成份，在一大氣壓下，測量溶液的沸點和氣液相的組成，描繪並整理結果，以對共沸點有初步了解。

我們觀察磁場與電場交互作用下使電解質溶液轉動的現象，進而探討溶液轉動效果與溶液中離子的相關化學性質。首先由文獻資料中所提的實驗開始改進儀器設備與實驗方法，使測量轉速方式容易操作與測得數據，並使儀器微型化與減少藥品量，達到節能省碳的目的；並發掘多項影響轉速的變因(中心銅線粗細、電極與磁極的配置、中心銅線與磁鐵中心的相對位置、溶液多寡、濃度、電壓)，掌握因素後，才獲得穩定的數據。起初求得溶液轉速與電壓大小有正比關係，又發現在相同電壓與濃度時，使用不同硫酸鹽，溶液轉動的轉速不同。其大小關係為 硫酸銅 > 硫酸亞鐵 > 硫酸鋅。經相關實驗探討後，提出V外 = V化學反應 + V離子移動的假設來說明此轉速關係。並以硝酸鹽驗證此假設。在求證過程中，又發現相同濃度且不同鹽類時，解離的離子數目也是影響轉動效果的重要因素之一。 (1) V外 ：由溶液外部的電源供應器所提供的電壓。 (2) V化學反應：溶液中進行化學反應所需的電壓[=V化學反應(正) + V化學反應(負)]。 (3) V離子移動：溶液中造成離子移動的兩端電極電壓。

基本上，鐵在一般含氧酸性溶液中的腐蝕現象，合於下列的方程式： 2Fe + O2 + 4H+ → 2Fe2+ + 2H2O ( 1 ) 故 〔 H+﹞愈高，受蝕的情形也愈嚴重。若 H+的提供者屬於有機酸，解離後 H+-僅限於濃度的差異；但陰離子部分，對腐蝕反應會構成怎樣的影響呢？ 在本研究中，將以有機酸中結構最簡單的甲酸 ( methannic acid ) 、乙酸 ( ethanoic acld ) 和丙酸 ( propanoic acid ) 來進行純鐵在有機酸水溶液中的腐蝕實驗；並分別以超音波振盪( ultrasonicl Irritation )、亞硝酸鹽、硝酸鹽的添加為變因，另案探討對此實驗其他可能的致變因子。

我們看到耀眼的螢光棒，不禁想起五上自然所教的單元「光和顏色」，於是我們就去請教老師有關於螢光棒的問題，而在一連串的實驗中發現： 1. 我們發油螢光棒的物理特性可看出，會影響螢光強度的因素：直立位置、不同折點、不同折數、震動、溫度 2. 油螢光棒的化學反應可看出，會影響螢光強度的因素：A、B溶液體積比、雙氧水和二氧化錳產生的氧氣、酸鹼溶液 3. 我們發現利用二氧化錳加雙氧水，產生氧氣，通入B溶液，也會增加螢光強度，可見產生螢光布一定要AB溶液混合。

有一天，修理熱水器水管的工匠大叫：「怎麼不銹鋼也會生銹！」我好奇的挨近去看，果然不錯，熱水器要輸送熱水的管子，和不銹鋼水管相連結的地方破了。工匠忙著工作，我在旁邊觀察，腦子一直想：「不鐫鋼的管子為什麼會生銹？」「不鑄鋼是不會生銹的！」我百思不解，想不透這個道理，回到學校請教老師。老師說很好的問題，我們去年十一月間，上自然科學的第五單元，「鐵生鏡」已實驗過鐵生銹的道理。鐵生鏡一定要有氧氣和水份。但是除了這兩個因素外，可能還有別的原因，致使金屬生銹、破洞。研究金屬是怎樣生銹的？於是做了下面的實驗。

本研究以生物學研究器材（立體顯微鏡）一窺氧化還原反應析出銅樹、銀樹的微觀世界；又以數學分析（碎形理論）計算金屬樹維度；再以藝術與美學角度翔實記錄金屬樹的特異性形態與變化。銀樹在不同介質（濾紙、洋菜凍）的生長速度均快於銀樹。濾紙上銅樹似蕨類，碎形維度1.77±0.17；銀樹似枯枝狀，維度1.65±0.04。顯微鏡下，紅褐色銅樹如珊瑚，銀灰色銀樹如雪樹。硫酸銅溶液及洋菜濃度會影響銅樹生長速度、鋅片/鋅粒氧化程度、氣泡產生量多寡及大小。銀樹生長速度及形狀，則因鋅片/鋅粒在洋菜/培養皿的放置方式（平放、斜插、直插）而有差異。本研究以顯微放大之金屬樹圖形進行碎形維度計算，誤差很小，值得日後應用於不同條件下所形成金屬樹資料庫的建立。

自然課第三單元"水溶液的反應"用石蕊試紙來試驗水溶液的酸鹼性。實瞼時老師發給我們的試紙總是很有限，並不能滿足我們的好奇心。所以我們一直在想是否可以自己動手做石蕊試紙的代用品，而不用買的。於是就去請教老師，我們在自然老師的熱心指導下，做了以下的研究。小朋才，很有趣喔！你也可以自己動手做做看，說不定你也會有意外的新發現。