化學科

在實驗中偶然發現CuSO4(aq)+NaCl(aq)+Al(s)會使Cu2+還原析出的反應變得非常劇烈，並生成大量H2，但若只是CuSO4(aq)+Al(s)反應而不加入NaCl，則Cu2+被還原成Cu的速率就非常緩慢，也無H2生成，故探討其中原因。

本研究利用自製輕薄且方便的薄膜電池，以鋅粉及鋅膠帶為負極、二氧化錳為正極，探討影響電池電流及電壓的因素，並製備可串聯的薄膜電池。目前研發之最佳電池單顆電壓已可達1.5V，當使用酸性的氯化銨電解液時，電壓優於使用氫氧化鈉之鹼性電解液電池；而電池負極採用鋅膠帶時，電壓及電流也明顯高於使用鋅漿料之電池；電極間距所取寬度為3.5mm之電池的電壓及電流最高；而當電極本身寬度為0.5mm時，電壓於數據中顯示為最高。進一步將電池串聯後，發現兩顆電池已可驅動基本電子元件，而串聯五顆電池之電壓平均更可達7.3V，效益與市售電池相仿，但所占體積卻輕薄許多。本研究未來將繼續探討影響薄膜電池的各種因素及在生活中的可應用性。

從小時候起，每當吃飯時，母親總對我們說：吃飯要慢慢吃，多嚼幾下，這樣可幫助消化。我們都以母親的話做，但却不了解原因，剛好在白然科學第七冊裡，談到飯經咬嚼後叫消化成葡萄糖，可由本氏液交互作用中顏色的改變而知道。在做這個實驗時，我們發現液顏色的政變情形是由淺藍一淺綠一黃綠一土黃一紅。而且飯中溶液顯色的改變有所不同。是不是飯裡葡萄糖不一樣多？還是有其他原因？如果吃飯時多咬嚼幾下，可否使飯產生更多的葡萄糖？那我們能否由與本氏被交互作用中顏色的改變而知道嗎？為了能親身體會媽媽這句話真實性，我們在老師指導下，做了以下的研究。

一天在同學的生日會上，用吹不熄的蠟燭來整壽星，覺得這種東西實在非常有趣，於是我們便想深入研究．．．首先我們探討何種燭芯的燃燒效果比較好，以及燭芯沾何種金屬粉吹熄後的復燃性比較好，再應用到「吹不熄的蠟燭」來改良，改良後，我們成功地製作出吹不熄的蠟燭。接下來探討完全燃燒的原理，並且成功的研發出讓酒精燈完全燃燒的裝置，以及利用實驗室裡簡單的器具所組合而成有趣的『打火機噴燈』，而且可以利用人工吹氣調整火力大小，非常好玩的完全燃燒的應用。還有吹不熄的蠟燭之逆向思考，成功的研發出另一種市面上所沒有的整人玩具－『點不燃的蠟燭』，這種蠟燭燭芯經過處理後，有氫氧化鋁、碳酸氫鈉…等沉澱在燭芯上，所以就會點不燃。但經過簡單的水洗或酸洗後，將沉澱在燭芯上的鹽類清洗掉，就可以恢復燃燒，如此一來就可以運用來整同學了，哈?哈?哈?酷啊！！

玉米黏土是德國票選10年內最安全的玩具之一，因此受到很多家長關注，但是不能重複使用，十分可惜，於是我們想要分析它的成份，進而找出自製玉米黏土的方法，所以開始一連串的化學檢驗------澱粉、史萊姆都是我們想到的分析對象，到後來學習查詢FDA法規網站得到”硼碘反應”可以檢驗PVA，又遇到澱粉干擾的問題，直到在網路上找尋到澱粉水解的方式才獲得解決。 我們發現：要成功檢驗食品中的PVA濃度，只需要2種試劑，而且這是可以備於家中的檢驗試劑。至於製作玉米黏土的方法，我們從做米餅開始，結果做出來的成品是沒有彈性的，所以後來我們創造了自己的麵粉黏土，優點是可以熟食，也可以揉捏塑形，但是保存期限不長。

本實驗以不同類型酸作為蔗渣纖維素水解的催化劑，以及在不同反應條件(如：試液濃度、細菌分解)下，探討蔗渣纖維素催化水解的成效。本研究利用催化劑加速蔗渣纖維素水解成葡萄糖後，一部分溶液加入定量的斐林試液，觀察Cu2O(s)沉澱量變化，另一部分利用自製的旋光儀測定醣類的旋光度。進一步，想要利用催化效果佳的催化劑，改變操作時間及濃度，找出一個最佳的反應條件。同時利用最佳操作條件，改變水解液與蔗渣原料之比值，使蔗渣纖維素轉化為再生性能源能有效被利用。

分子間的作用力，如：氫鍵、π-π作用力等在生物、化學或材料科學中扮演著重要的角色。除了穩定整個分子的結構外，也可傳遞訊息，如：電子轉移。因此合成一些藉由分子間作用力所形成鏈狀、層狀或網狀等巨分子 ( supermolecules ) ，在材料化學有其不容忽視的前瞻性及挑戰性。譬如，某些特例的氫鍵化合物在受熱、受壓後會產生質子轉移的現象，質子轉移伴隨著電子轉移，進而在外觀顏色上產生改變，有些染料分子(organic pigments)可以應用在油漆、塑膠、印表器等科技上面。

利用范氏起電器將靜電導入蒸餾水、甘油、苯、環己烷、乙醇、正丙醇、正戊醇、HCl(aq)、 NaCl(aq)、CuSO4 (aq)………等不同溶液中。我們發現，非電解質溶液可以藉由極性分子的媒合作用〝貯存〞電子，而其中H2O效果最好，即水合電子是可以穩定存在的！但在水中若添加HCl、\r NaCl等電解質將會提高溶液導電性，以致於無貯存電子的效果。我們也發現苯雖不是極性分子，但因具有π共振系統，也能有效貯存電子。

本研究探討糙米植酸的抗腐蝕作用，並開發為糙植凝膠成功用於鐵製品的防腐蝕。首先探討從糙米溶出植酸的最佳條件，再將糙米植酸塗佈在鐵片上，進行抗腐蝕試驗，除了自組裝電解裝置以通電測試隔離功效外，也利用市面簡易工具，改裝為除鏽及鹽霧試驗工具。研究結果顯示，糙米溶出的植酸液比黃豆及芝麻的植酸液對鐵片有較佳的防電化學腐蝕能力；糙米在pH11溶液加熱浸泡下，溶出的植酸含量最多，也較能防電化學腐蝕及鹽霧腐蝕，及固化鐵鏽形成保護層。根據糙米植酸液對鐵的耐腐蝕作用，我們自製了天然防鏽產品~糙米植酸凝膠，可長時間塗附著於鐵片上，防止鐵製品接觸水、空氣、及鹽霧後被腐蝕生鏽，可延長鐵製品壽命，是值得推廣的綠色防鏽產品。

本實驗以氮化鈦為基材，利用「水熱－化學電池法」製備網狀光觸媒薄膜，相較於傳統水熱法需高溫高壓環境，此方法可在低溫常壓下製備薄膜。XRD結果顯示，試片表面的氧化鈦膜應是以非晶形的鈦氧化物為主，僅部分試片會生成稀少的TiO2銳鈦礦相及金紅石相。以FE-SEM分析試片表面結構，發現生成的氧化鈦膜為網狀結構，其膜厚隨反應濃度增大或反應時間加長而增大，但膜厚有其極限，若反應時間過長，原本生成的膜會被溶液腐蝕。經過檢測，我們的試片有極佳的光觸媒性質：在分解亞甲基藍染劑的實驗，照射紫外光一小時後，亞甲基藍分解率可達30％，與文獻中結晶良好的銳鈦礦相二氧化鈦效果相近；在紫外光照射下測量其水接觸角，在30分鐘內可達10°以下，具超親水性。