化學科

在第三十四屆全國科展中，蒙幾位教授的細心指導與鼓勵，使我們在國中階段利用課餘時間，針對以前的結果，經驗繼續研究。

許多削皮蔬果會因氧化作用產生變色反應，但過程中必須同時具有「氧氣」、「酵素」和「多酚類物質」三個要素。變色情形，隨著果體內的多酚類物質和酵素含量不同，而反應不同。但是一些存在較多澱粉物的果體例外，如:香蕉、地瓜，可能存在其他的影響因素。從實驗中可知，果體受氧化出現褐色的情形，影響到了外觀，並不會影響健康維他命C 的流失，反到可以鎖住營養流失。研究者認為阻止果體酵素受到氧化作用的方式可採: 使用包裹方式隔絕氧氣、改變果體酸鹼值、浸泡在食鹽水、糖水、果汁、維他命C 等液體或處於低溫、 高溫的環境當中等等，都可以達到有效的防止變色。其中以浸泡在3%-4%濃度食鹽水中2-3 分鐘，是最具實用與經濟效果。

學生根據自己參加環保小尖兵的研習活動中，所學習到的知識並利用學校廚房中的廢油製造改良式的環保肥皂（如下圖一），本次的作品除了一般的肥皂之外，另外還加上天然的水果皮，如柳丁、檸檬及橘子，做成水果香味的香皂；加上米糠及苦茶粉做成的肥皂，這些肥皂主要是作於油膩物品的洗滌；有加上甲酸做成的消毒肥皂；有液體狀的肥皂膏；有肥皂粉末，也有加上自然香精做成用於清洗臉手皮膚的高級香精香皂。在這過程中，了解到廢物利用、理論的應用及推廣，如同美國教育學者杜威（Dewey）所說的做中學（Learning by doing.），因此環保肥皂除了在學校作為清洗廚房油膩的抹布及洗手台的肥皂外，更是分送學生家長及社區的禮物。

本研究首先探討自然深共晶溶液配置最佳化流程，測定密度並利用變異系數分析得知其穩定性，以及測量黏度隨溫度變化確定為剪切稀化流體。接下來，以其中一種自然深共晶溶液(lactic acid-glucose-H2O, LGH)當做還原劑製備金奈米粒子(LGH-AuNPs)。測試其抗鹽性，顯示LGH-AuNPs在高鹽度下不改變光學特性，未來可應用在高鹽度的實驗狀態下。在萃取應用方面，以LGH-AuNPs萃取溶在有機溶劑中之亞甲基藍，未來若提高LGH-AuNPs濃度，將有助於提高萃取效果。最後，利用LGH當做溶劑，以溶劑熱法所製備釩酸鉍光觸媒具備光降解效果(可見光照射180分鐘降解效率達到85％)。此外，在光觸媒製備清洗過程中，發現離心後上層液具有穩定的螢光特質，目前推測可能原因是溶劑熱法使LGH產生具有螢光性質之碳量子點。

本研究發現食品施加鐵鹽與魯米諾檢測液的螢光反應可直接測定攝氏150度烘培環境下梅納反應是否明顯發生，這套方式將可有助於食品工廠針對梅納反應的快速檢測。而藉由孟塞爾比色帖的比對則可間接判別梅納反應褐化的程度。不同風味的梅納反應需要不同種類的蛋白質和醣類的參與，有時甚至需要多種反應物共同作用。 海洋當中鐵鹽有助於梅納反應的進行，並且可以產生鐵錯合物，這有助於沉積物當中鐵和碳的固定以及汙染物質的去除。淡水河河口與北海岸的表層環境因為有機質的累積以及水體中所攜帶的鐵質，因此或許有可能可以發生天然的梅納反應。但這些有待後續研究做更多的驗證。

今年化學組的件數比去年略少，所幸的是除了高中組，其他的表現都不比去年差，高中組因為沒有特別好的作品，其他的也不意分出優劣，所以第一、二名從缺，是化學科評審委員感覺遺憾的事。 本次展覽中的一項優點是很多同學都注意環保問題的重要，即使主題不是在「環保」方面的也考慮了對環境或自然生態的影響。另一項值得報告的是，佳作獎和前三名相當平均於北、中、南和東部各區，也不一定出自所謂的「明星學校」，似表示科學教育普遍程度提高，城鄉差距減少。 科學作品中有一些共同缺點，必須提出，請大家注意一是在數據處理時多未考慮準確度，和有效數字，另一是在測量數值時也多未考慮儀器的正確用法和再現性，特別在不同條件下，差異不多時，如果忽略了以上兩點，可能因而誤導了結論的正確性，希望以後能夠改進。

將不同濃度的氯化鈉溶液分別放在上下層，因濃度差發生擴散現象。正、負離子帶著相反的電荷，以不同的離子遷移速度進行同方向擴散，會形成正負離子電荷分布不均現象，引起各溶液界面薄層中出現電雙層，產生類似電化學氯化鈉電容。正負離子在溶液中遷移速度是不同的，Na+和 Cl-離子兩者電量相等，但是Na+離子半徑較小，在水溶液中Na+電荷密度大，離子水合半徑大，在水中移動的阻力愈大，所以Na+離子遷移速率比Cl-離子小。設計特殊八通道電極，在不同濃度氯化鈉水溶液擴散層，沿垂直方位擺置八個電極，連續偵測離子擴散電荷產生的電位差，由垂直方位電位值的變化趨勢，探討Na+和 Cl-離子擴散的運動模式，由實驗數據可觀測到微觀離子相對運動情形。

金屬乃是人類賴以生存的重要資源之一，尤其在工業發達的近代，金屬資源開發速率遠超過金屬礦物生長的速率，因此研究金屬腐蝕以期能減少腐蝕所造成的重大損失，也算是資源保育的工作了。於是我們便從日常生活中最常見的錢幣上的綠銹著手，究竟它是什麼？

件數較去年為少，共初小十件、高小十七件、國中十五件、高中十二件，程度則初小、高小不遜往年；國中、高中則稍差，原因可能是國際科展選拔今年開始單獨舉辨而（部份較優之作品）未參加本屆中、小學科學展覽，應乃一過渡時期的現象，明年可望恢復舊有水準。 本次作品內容和以往一樣生動活潑，中學部分仍多與課本內容相關，小學部分亦仍多與生活相關，希望以後能有所改變，特別是高中部分。 安全問題方面化學組一般良好宜改進的例子有二： (一)利用金魚做有闕環境汙染生物生亡之試臉，有違科學館「用無脊椎動物為原則」之原則，希以後參加科展的同學要注意。 (二)利用唾液做實臉時取樣方法宜注意衛生與安全，例如勿用舌頭舔試紙。

以巰基苯甲酸異構物（對巰基苯甲酸、鄰巰基苯甲酸）與硝酸銅為反應物，巰基苯甲酸做為配位基與還原劑，採一鍋到底的方式，反應在70℃下30分鐘，可分別合成出粒徑大、分散性差黃色沉澱並有橘紅色螢光的銅奈米團簇與粒徑小、黑褐色澄清液體具有藍色螢光的銅奈米團簇。接著以自行設計的簡易螢光光譜儀分析，橘紅色螢光的最大放射波長為620奈米，在丙酮溶劑中，螢光增強，對pH值有依賴，並在鹽類、鹼性溶液中，非常不穩定，銅奈米團簇會分解，黃色沉澱與螢光消失；藍色螢光的最大放射波長為420奈米，在丙酮、酒精中，螢光增加，另外控制溶液的pH值4〜8與特定鹽類時，可使螢光強度增加，並且穩定性佳，未來具有做為金屬奈米螢光材料的潛能。