全國中小學科展

最佳團隊合作獎

利用電化學探討土壤奈米粒子對重金屬的吸附

由於工商科技的發展帶給環境負面的影響日漸嚴重,其中尤以重金屬對台灣環境的影響較為顯著,故探討能移除排放廢水中的重金屬之有效天然資材有其重要性。以台灣天然存在之大地資源土壤中的奈米粒子來進行對汞、鎘的吸附,試驗結果得知,台灣三種代表性土類土壤中的奈米粒子確實能有效地吸附汞離子和鎘離子,且其中以對汞的吸附要大於對鎘的吸附。屬於砂頁岩沖積土的奈米粒子對汞、鎘的吸附最大,其次是黏板岩沖積土的奈米粒子,而最小的則是屬於台灣紅壤的奈米粒子。以上結果經由電化學方波伏安法的測定、電導度計法的測定與發芽率試驗結果都有相同的趨勢,顯示土壤奈米粒子可用來當作移除汞、鎘等重金屬的天然資材。

資安小尖兵-網路超量連線預警偵測分析及探討

將電腦網路連線服務先分為不當入侵、一般需留意的服務,以防火牆篩選連線紀錄匯入資料庫,再進行統計、分析。對於外部不當入侵可立即放入警報項目,而內部對等式網路(P2P)或電腦蠕蟲/殭屍網路(Computer Worm/Botnet)若超過設定的上限值才列入警報項目,區域內電腦則以警報觀察平面圖立即觀測遭攻擊或故障電腦位置。網路管理時可利用警報資訊即時採取措施,對於超量網路連線異常可提早發現,達到資安預警,未知的網路異常在經過新的防火牆紀錄設定後,可快速加入統計,提升防制時效。

透明葉窗型多肉植物繁殖與錦斑研究

本研究以多肉植物百合科-萬象(Haworthia maughanii)為實驗植株,以生長激素(Auxins & Cytokinins)配比、花梗(inflorescences node)與不定根等組培技術,建立植株的再生系統,再運用組織培養技術( tissue culture)添加植物激素(Plant hormone)照射紫外線(Ultraviolet),提升植物變異藉以增加錦斑(Variegatus)的機率。研究結果顯示,不定根組培方式、生長激素他配紫外線照射,其誘發的錦斑效果皆優。

馬桶的肚量『溶』的下衛生紙嗎?

衛生紙到底丟不丟馬桶?丟可能會堵住馬桶但可減少疾病的散播及垃圾的清理問題因此本研究針對抽取式、捲筒式、輕便包和濕式衛生紙的纖維結構、密度、長度、吸水性、乾濕支撐力等特性逐一探討,希望找出與衛生紙裂解度最有相關的因子,進而研究水溫、衛生紙的張數、摺疊次數及擦完含水量不同的排泄物後對馬桶水流量的影響,藉以判斷衛生紙該怎麼用才不會堵住馬桶,結果發現: 抽取式衛生紙三張以下或摺疊次數為3次時較不會塞住馬桶。衛生紙纖維密度會影響吸水性、潮濕時的支撐力,進而影響裂解度,然而裂解度和衛生紙沖出馬桶的時間有顯著的相關,我們推測纖維密度是影響衛生紙會不會堵住馬桶的重要因素。 衛生紙的裂解度在室溫(25℃)時裂解度較低。

我擦、我擦、我擦擦擦

從小學到大學,幾乎所有老師都使用板書方式進行上課,當老師使用粉筆書寫及使用板擦擦拭時,老師及坐在前幾排同學會發現有一些白色粉筆灰會掉落在自己身上,輪到當值日生時就得每節下課去打板擦,而打板擦時粉筆灰又到處飛揚,到底應該如何改善呢?這是師生最為關切的問題,我們將板擦和吸塵器的功能結合,製作出吸塵式板擦,輕巧不需插電,具環保又實用,擦拭方便,可以邊擦邊將粉筆灰帶走,減少師生吸入懸浮的粉筆灰,藉以改善教室的空氣品質,讓師生有清新良好的教室環境。

環狀泡泡產生機制之探討

形成泡泡環的主要因素為:外圍液體由氣泡底部衝入氣泡內貫穿氣泡而形成泡泡環。 起始孔徑的形狀不會影響泡泡環的形成。 在雙孔的實驗中,若孔重疊,則可視為單孔;而不重疊孔氣泡混合後會產生壓力大的混合區,造成中間破裂而不成環。 在相同孔徑下,泡泡環離開時間與外加壓力及外力時間無關。 由連續方程式可推知孔徑越小的氣泡成長所需時間越短。 當泡泡達到離開噴射孔的時間,即使外力繼續作用,還是無法增加氣泡的體積,所以會有達到飽和值的趨勢。 使用球型氣泡模型來解釋外加壓力增加,氣泡體積亦增加的趨勢。 利用離開噴射孔氣體體積等於氣體進入氣泡的體積,可解釋外力時間與體積成正向增加關係。而氣泡在成長過程中,體積膨脹率隨時間而增大。

春季長江淡水對台灣海峽北部溫鹽之影響

本研究透過國科會海洋學門資料庫取得緯度25N~26.6N經度119.4E~120.6E,2002~2005年海洋研究船獲得之實測海水溫鹽資料,研究長江淡水對台灣海峽溫鹽之影響,並透過溫鹽圖了解台灣海峽北部之水團溫鹽特性,考量長江大壩於2003年蓄水,且冬季航次極少,因此取用之樣本分別為2002年春季、2004年春季、2005年春季,研究發現在春季有一明顯之海水鋒面位於東經120~121度之間,東側溫鹽均高,西側則為低溫低鹽,應是長江淡水進入海峽的影響,此外,台灣海峽西側海流的年際變化較大,尤其是表層海水受中國沿岸流帶來東海陸棚水影響非常明顯,在垂直方向上,海峽西側在水深22~25公尺左右均有一明顯鹽度分界線,應是表層低鹽低溫的長江淡水和南方的海水的交界面。

東山飄雨西山晴-利用校園氣象站探究東北季風期間台北市降雨情形

本研究主要在藉著台北市校園氣象站(註一)累計的資料,分析在東北季風期間台北市受鋒面降雨的情形,我們從氣象站下載資料,經過 Excel 軟體分析、判讀後發現鋒面帶來的降雨先後順序呈現不規律的現象,但有些鋒面來臨時會快速籠罩整個台北市,有些則是由台北市的東南方往西北方慢慢移動;發現靠近山區的測站則較容易在鋒面來時最先降雨。而且各氣象站累積雨量會因地形而有一些差別,大致說來靠近山區的測站累積雨量較多,分布在台北盆地中央的測站則累積降雨量較少。並且意外發現校園氣象網站的資料呈現許多不合理的現象,經過我們向管理單位提出後,他們已經修訂程式以便提供更正確的資料給大家使用,這也算是我們無心插柳的貢獻。但願我們的研究能拋磚引玉,提供大家進一步研究小區域氣象的機會。

鬼豔鍬形蟲護雌行為及生殖策略之探討

本研究分析鬼艷鍬形蟲Odontolabis siva parryi Boileau, 1905交配行為,探討其生殖策略。研究發現擇偶主動權在♂,同意權由♀決定。大型♂在擇偶時更主動,但大型♀若不願意交配,則更容易逃離。交尾中♀會因體位異常明顯掙扎,交尾費時更久。若勉強同意交尾,交尾後將逃、慌亂越久,♂將更難成功護雌。♂體長越大,交尾後原地偵測越久,護雌行為會更晚出現。面對小王且老婆在場時,♂生殖策略為主動攻擊與護雌並行,即使由小王取得交配權,老公仍會努力奪回護雌權。面對小三時,護雌不會因有伴侶而具專一性,♂蟲採取護雌的生殖策略時,也不會輕易放棄擁有更多繁殖的機會。因觀察到交配後有精莢掉落,故推測♂除以護雌行為降低精子競爭風險外,可能還有精子置換的生殖策略。

薈不薈防曬?—蘆薈應用在防曬乳可行性之研究

本研究主要是探討蘆薈的防曬效果。我們以蘆薈萃取液進行紫外線UVA和UVB照射,量測穿透的紫外線強度並計算相對遮蔽率及SPF值。 實驗結果證實蘆薈葉皮部分有很好的防曬效果,且蘆薈葉皮萃取液厚度愈厚及濃度愈高,皆可提升防曬效果。2~3年無斑點蘆薈老葉的防曬效果也比有斑點蘆薈嫩葉好;上表皮液的防曬效果優於下表皮液,因為長期照射UVB可增加蒽醌類物質的含量(王紅星等,2010年驗證此結果);與蘆薈同樣含蒽醌類物質的決明子也有防曬效果。我們將蘆薈萃取液以冷凍乾燥法製成乾品進行薄層防曬係數量測,經日曬後第1小時防曬效果降低,之後便趨於定值。 最後,我們以蘆薈老葉上表皮萃取液添加5%TiO2防曬效果優於添加5%ZnO,且與市售標示SPF50+的防曬乳相當接近。