最佳鄉土教材獎

碘液調色盤--直鏈澱粉定量方法之改良

傳統的直鏈澱粉定量方法,是利用直鏈澱粉與碘形成藍色複合物之呈色來定量。在我們蒐集到的各種傳統方法中,其實驗條件並不完全相同,且操作程序較為繁瑣費時,我們針對其實驗操作條件,進行一系列實驗探討與改良,使操作程序更加簡易省時,並保有良好的精準性。另一方面,我們也發現直鏈澱粉液與碘液混合時,在特定條件下會產生「沉澱」的現象。在不使用分光光度計的情況下,我們初步建立「沉澱量法」,以更簡易經濟的方式測出直鏈澱粉的含量,進而與參考文獻(11)做比對,佐證「沉澱量法」測出的結果,可能是「實際直鏈澱粉含量」、而不是傳統方法測出的「視直鏈澱粉含量」。

「蔥」滿勝「蒜」—三星蔥蒜應用於保養品之評估

目前市面上保養品多傾向以天然萃取物為原料或添加劑,本實驗針對宜蘭三星蔥、三星蒜進行研究分析。依據實驗結果可知本實驗各種蔥蒜萃取液,屬於弱酸性,適合應用於保養品上。另外,三星蔥蒜有不錯的抗氧化能力且含酚類化合物,所以三星蔥蒜可以作為保養品天然的抗氧化劑。三星蔥蔥綠對抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌有良好的效果,適合當作保養品的抑菌成分,可減少防腐劑在保養品的使用量。三星蒜蒜白有優異的保濕成效,三星蔥白、蔥綠有良好的抗紫外線效果,三星蔥蒜可做為防曬劑並兼具保濕功能。我們配製了三星蔥蒜的保濕化粧水及防曬劑,皆有不錯的保濕及防曬效果,未來可以進一步進行實際使用評估,為宜蘭農產品創造更好的經濟效益。

阿嬤的醃酸菜---醃漬液的再利用

以不同鹽量醃漬酸菜時,越低的鹽量(2%)醃漬,越快讓PH值下降,越高鹽量(8%)的鹽量PH下降的較慢,在均溫15℃的台灣冬季,30天仍無法達到熟成。 醃漬酸菜時,減少鹽的使用可縮短醃漬菜熟成的時間,2%~5%的鹽量使用可以讓我們在最短的時間裡享受到美食。越高的醃漬鹽使用,雖可延長醃酸菜的保存時間,但長時間的醃漬,易發生黴菌等有害健康的雜菌,使醃漬菜腐壞。醃漬過程中生鮮菜的硝酸鹽含量是最高,陽光曝曬會使硝酸鹽含量降至最低,但在醃漬後硝酸鹽含量會升高,仍低於生鮮時的芥菜硝酸鹽含量。醃漬酸菜所產生的醃漬液稀釋後代替化學液肥應用於植物的水耕栽培,有助於植物生長並可使植物的硝酸鹽含量降低, 試驗中發現越高鹽度效果越佳。醃漬液應用植物土植栽培,醃漬液中的有機酸可使種子提早發芽,提高發芽率。使用於耐鹽植物的培植上,也有防蚜蟲害、提高結果產量的效果。醃漬菜剩餘的醃漬液隨意排放棄置,易造成環境汙染、土壤破壞。

『喊水會結凍』─豆花凝結

為了想探討影響豆花凝結效果的各種因素,我們先從凝結時需要的水量著手;接著分析相同的水量,如果凝結劑(石膏粉)的量不同,凝結出來的結果有何差異?除了探討成分外,我們也研究在製作過程中,有無攪拌是否也影響凝結效果?而除了石膏粉可以當凝結劑外,還有什麼可以當作凝結劑?另外,在製作過程中,溫度的高低對凝結效果又有什麼影響?最後,除了黃豆以外,其他的豆類是否也能做出豆花?我們先將黃豆泡水六至八小時,使豆子軟化。將適量的豆子及適量的水一起倒入果汁機中打成豆漿。用濾布將豆汁濾出後煮沸,使之去除豆腥味後,去泡沫,加入凝結劑。待其冷卻後,豆花即成,我們再比較其凝結效果。

筊杯的疑惑

本實驗不在驗證筊杯與神明旨意之間的真實性,而是以物理學的觀點,找出筊杯的角度、形狀、大小、材質與掉落情形之間的關連性。此外,為了減少人為因素造成的實驗偏差,我們以鋁夾作為擲筊臂,以樂譜架作支架,製作出擲筊器,盡量使每次擲筊動作達到一致,並經由反覆的擲筊,探究不同角度、形狀、大小與材質的筊杯,驗證人稱的「聖杯」,其機率是否真為二分之一。且應用牛頓三大運動定律,觀察筊杯掉落時的不同狀態,如速度和落地點及筊杯間與地的接觸狀況,尋覓聖杯的成因。我們也應用電腦軟體繪製筊杯的3D圖,計算陰面及陽面的表面積,並以陽面與陰面的比值,製成曲線圖,觀察表面積的比值與形成聖杯的關聯性。

土石流的探討

民國九十六年及九十七年颱風期間在高、屏地區產生多處土石流,成為重大地方新聞,引起我們探討土石流的興趣。本研究探討各地區土石流堆積物中砂土與礫石的重量比例(土石比),及不同土石比的土石開始流動的坡度(起動坡度)與含水量的關係。分析出樣品土石比後,再依土石比範圍選定三種比例做起動坡度與含水量的關係實驗。研究結果發現,土石比與該地區岩石性質及產生大量疏鬆土石的山崩情形有關。土石起動坡度與含水量的關係密切;各種土石比的土石起動坡度皆隨含水量的增加而遞減。但礫石含量較高的土石,在較低含水量時即可開始流動,而且起動坡度隨含水量遞減的程度較低,因此關係曲線的傾斜程度較低。

「纖」入為「紙」-多種纖維質廢棄物之造紙效能與品質研究

本研究以多種纖維質廢棄物作為造紙原料,造出媲美市售的紙張。我們發現:玉米皮適合造紙且品質穩定;木屑、玉米梗造紙張力低且易碎;低濃度鹼液解纖的甘蔗渣膠質多,紙張透明易皺縮,但高濃度鹼液解纖,紙張平整白皙;柚子皮膠質太多,不易造紙;雜草可造紙但纖維明顯;竹筷纖維粗硬,紙張厚且張力低;稻草造紙品質佳且原料充足,是造紙界新星。改變變因上,果汁機打1分鐘可使張力提升;添加膠水或澱粉液能提升張力及降低吸水量;200目絹框抄紙張力較好;加熱浸泡50%雙氧水可漂白。校園落葉單子葉比雙子葉植物適合造紙。複合材料造紙時,添加少量甘蔗渣或柚子皮纖維可提升張力,少量竹筷纖維能使紙張硬挺。最後本研究推薦數種造紙方法供大眾參考。

自行車前輪防鎖死、安全煞車裝置

本研究主要目的在於避免騎士因緊急煞車時將前輪煞死而引起的翻車意外。其主要的裝置設計是在傳統的煞車把手上加裝一連動煞車線、鞍座及卡勾塊,並將原煞車把手前端加工成卡勾狀。卡勾塊與前煞車把手的卡勾係靠摩擦力勾住,因此只要卡勾塊的接觸斜角小於摩擦角則前煞把手施再大的力均不會脫開,但後煞把手連動鋼線只要施小力即可拉開卡勾塊而讓前煞把手得以作動產生滑動摩擦的煞車作用。騎乘時,前、後煞車把手均有煞車作用以調整車速,當有突發狀況時,前煞把手壓至設定位置(輪胎與地面的最大滾動摩擦範圍)即被卡勾限制,必須後煞把手繼續按壓使後輪被煞住同時打開卡勾塊,前煞把手才能繼續按壓將前輪完全煞住(輪胎與地面變成滑動摩擦)。

牡蠣殼粉與稻殼灰製瓷磚用釉之研究

牡蠣殼與稻殼是台灣常見的農漁業廢棄物。台灣四面環海,養殖漁業興盛,而牡蠣是西部沿海主要的養殖漁業產物。牡蠣殼是難以處理的廢棄物,容易孳生蚊蠅且散發惡臭。經調查,台灣每年產生的空殼重達16萬公噸。稻殼俗稱粗糠,是加工生產之副產品,台灣每年之稻殼廢棄物約有60萬公噸,過去碾米場和農會常以露天燃燒或傾倒於河川等方式處理稻殼,造成環境汙染。 本研究以牡犡殼粉與稻殼灰為原料,透過計算及實驗,將其與釉藥融合,進行資源再利用。實驗中,利用原料分析及三角試驗法,成功研究出牡犡殼粉佔釉藥之比例最高可達28.6%,而稻殼灰取代釉藥原料中的硅石使用,比例最高可達14.4%。牡犡殼粉與稻殼灰合用可取代釉藥可達43%。

「氧」「氫」蓄銳‧死灰復「燃」

經過我們努力實驗後發現:碳棒淬火可活化碳棒,加以塗抹碳粉後,電能明顯增加許多,並隨充電時間而增加電能,證實活性碳粉增強氫氧電池的功用。使用較多碳粉增加氣體吸附量,但充電時間長或充電電流大,產生氣體太多無法完全吸附利用,會降低充放電能轉換率。使用起泡劑增加電池效能,但亦會增加電阻。加入起泡劑對於硫酸鉀效能較好,硝酸鉀次之,氫氧化鉀增加幅度較小,其中10%胺基酸起泡劑>10%SLS起泡劑>10%DBN起泡劑。本實驗增加電池效能處理,包括淬火、電鍍和添加活性碳粉、包覆收集氣體、加入起泡劑氣泡法等方法,可利用國中實驗室電解水裝置轉變為氫氧燃料電池,電能轉換率由0%提高至3.55%,充電5伏特、6分鐘後負載馬達使用24分鐘。