化學科

端午節的時候，媽媽把一大把的白色紛末，放入糯米包的粽子中，煮出來的粽子，不但色澤黃裡透亮，而且又 Q又好吃。當天下午媽媽又用湯匙裝了一小匙，放入魷魚盆中浸泡魷魚，沒出來的魷魚不但魚體變得很大，而且煮出來的魷魚，又脆又 Q，我覺得好奇妙囉！這粉末是什麼呢？這塵神奇！它下到食物裡，我們吃了是否有害呢？我就去問老師，老師說它叫硼砂，吃下身體後，是否阻礙生長，危害健康？我們一起來研究吧！

在上自然課時，老師帶領我們做有關空氣中氧含量有多少的實驗，我們利用蠟燭燃燒時會消耗氧氣的原理，用玻璃長筒罩住燃燒的蠟燭，蠟燭熄滅後，水會因玻璃長筒內的氧氣被消耗而上升，驗證出空氣中有五分之一的氧氣。但是我們每一組所得的結果，都不太一樣，有的水位上升超過五分之ㄧ，有的不到五分之ㄧ，幾乎都沒剛好上升五分之ㄧ的，於是在討論時，到底有那些因素會影響到水位的上昇，老師認為這是一個很好的問題，值得去研究，於是我們就展開了這次的實驗。

本實驗發現有效的水質淨化劑：薑黃素。過去薑黃素常被中醫用來治療牛皮癬等細菌引起的皮膚疾病，並且照光時效果越好，根據本實驗我們發現了薑黃素的光降解現象。 薑黃素的光降解作用在酸性環境下效果有限，在鹼性環境下光降解效果顯著。在高溫沸水中薑黃素不易分解，但在充足氧氣與光源下有較佳的光降解效果，並且也發現日光燈有比紫外燈(短波：254nm)更好的分解效果，供應越多氧氣光降解越顯著。薑黃素也有良好金屬螯合作用，可與金屬形成穩定錯合物，達到水質淨化的目的。 本實驗找到具有可以殺菌、吸附金屬與對環境無害的水質淨化劑，並且我們也將其製作成有用的產品，希望可以提供人們在金屬光觸媒選擇外，另一種較安全、無害的方式。

尿酸氧化酶參與嘌呤代謝機制，然人類尿酸氧化酶基因已退化，易使過量尿酸沉積於關節造成痛風，因此微生物源尿酸氧化酶具極高研發價值。 本研究針對微生物源酵素進行基因體探勘，篩選出抗輻射奇異球菌(Deinococcus radiodurans)及耐熱雙球桿菌(Thermobispora bispora)源尿酸氧化酶基因，取得尿酸氧化酶重組蛋白質進行酵素活性測定、熱穩定分析、蛋白質結構解析、酵素對金屬離子耐受性分析與尿酸檢測應用。抗輻射奇異球菌源酵素於30℃催化速率較過去報導之酵素佳，而耐熱雙球桿菌源酵素於70℃催化效率與熱穩定性仍佳。解析耐熱雙球桿菌源酵素結構發現羧基端具特異性構型，推測與熱穩定性有關。本研究的兩種尿酸氧化酶，可分別作為降解尿酸的速效及緩解型藥物，並開發成快速檢測尿酸的簡易方法。

香草之所以受到大家喜愛，主要是此類植物因具有芬芳氣味之故。而水蒸氣蒸餾法是精油萃取最常用的方法，因此為了解精油在何種條件下，可以有效的萃取出精油，並將油水分離完全。因此，選擇自然課授課內容的蒸餾法為主題，將植物的精油萃取出來。本實驗以香茅草葉、迷迭香葉及薰衣草花為實驗材料。以水蒸氣蒸餾器萃取精油及精露。多次實驗結果發現（1）精油必須在特定蒸氣壓及冷凝溫度條件下才能餾出來。（2）不同的冷凝溫度及蒸氣壓條件會影響精油的萃取量和品質。（3）香氣分子被蒸氣分子餾出後，必須急速冷卻，冷卻溫度越低萃取量越多，品質也較好。（4）熱源火力越大則蒸氣壓越大，精油及精露萃取量就愈多，火力過大精油品質反而不佳。（5）不同的植物，精油的含量亦不同，但精露萃取量只與火力大小有關。相同的火力下，精露的萃取量接近（6）由實驗中設計出新型有效的油水分離器，可以輕易的同時分離不同比重的精油。

有一天在家中，正當我在畫圖的時候，在一旁閒著無聊的小弟，不但拿著我的圖畫紙故意把它浸濕了，而且拿著紅色彩色筆在上面塗，真是頑皮的小弟，正當我想勸小弟別再淘氣時，無意中發現那些顏色竟慢慢的向外擴散，顯出淡淡的紅、黃、紫等顏色來，當時我覺得奇怪，難道紅色的東西不全都是紅的嗎？其他日常使用的各種紅色是不是都有這種現象，這些問題使我百思不解，因此就去請教老師老師說這是很好的問題，我們就開始研究了。

理化課本 6 - 3 , 6 - 4 提供了簡易的實驗來說明擴散運動。但我們也從觀察中發現了下列疑惑：(一)紫紅色的KMnO4溶液加入水中，究竟是由於重力（密度大）下沈擾動而擴散，還是由於分子的「布朗運動」而自由擴散？我曾把KMnO4置於下層，再緩緩加入水，結果隔了一天仍無法擴散完全。這和以課本作法所得時間相去太遠。(二)有很多果汁使用前必須搖一搖，足見溶液梯度可存在甚久，不易擴散(三)當KMnO4變淡是否代表擴散之終點？擴散速率如何去定量和比較？(四)當鹽溶液為無色時，有無簡易的方法可觀察並定量擴散現象？(五)液體的擴散機制和氣體擴散有何異同？為何跌打膏藥溶劑的選擇非常重要？ \r 我決定利用本校學長所發展出一系列的分析方法，設計適合的實驗器材，以解答心中的疑惑。

本實驗利用 CD 片、光感測器與數位相機自製一個簡易的螢光測定裝置，針對光敏靈系統及各種螢光棒進行發光探討，除了進行各反應物濃度變因的研究外，更深一層地測量螢光波長及強度變化、拍攝螢光繞射條紋，並探討添加染料(螢光黃、薔薇紅)、非水溶劑(醇類、胺類、丙酮及DMSO)、雙氧水催化劑(鉛、銅、錳氧化物及鐵離子)及以其他Fe\r 鹽錯合物(黃血鹽、Na3Fe(C2O4)3、NaFe(EDTA))等代替赤血鹽對光敏靈發光現象的影響，最後我們透過各種離子溶液的呈色檢測發現赤血鹽離子[Fe(CN)63 -]在發光系統中會轉變成二價的黃血鹽離子 [Fe(CN)6]4 -，既作氧化劑也作催化劑，更是光敏靈發出螢光反應的關鍵物質。

由於現代人物質生活的提升,大家飲食習慣的改變使得減肥幾乎變成大家口號,最近在報章雜誌及第四台的廣告中正流行著一種標榜生物科技的瘦身產品，他強調不用改變飲食習慣，照樣大吃大喝，卻依舊能保持窈窕身材。還有許多健康叢書和專家學者述說它的神奇功效，它就是chitosan(甲殼素或幾丁胺醣),在一次偶然的機會看到老師正在服用甲殼素的產品,而馬祖又擁有豐富的海底資源，更驅使我們想了解甲殼素的神奇功效,並加以深入探討。

在高中化學第一冊第五章，我們首次接觸到「溶液蒸氣壓」，它立刻挑起了我們濃厚的興趣，但實驗課本中沒有任何一個有關溶液蒸氣壓的實驗，於是我們找了一些測量蒸氣壓的方法，如下圖(一)、(二)： \r \r 但方法(一)中，需使用真空幫浦，成本較高。方法(二)中，水銀裝置暴露於空氣中，因此我們測量蒸氣壓對溫度的關係時，水銀蒸氣容易逸出而造成汞蒸氣污染。因此我們想出一種既簡便又安全的方法來測量溶液的蒸氣壓。