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最佳團隊合作獎

廢絲襪也有春天—絲襪的回收再利用

我們利用家庭裡常見的廢棄絲襪,將之回收再利用。絲襪中的耐綸成分可溶於甲酸,經純化、脫色後即可得到耐綸溶液。我們將耐綸溶液均勻滴加於玻片上風乾,得到自製薄板層析試片(TLC片),可運用於生物及化學實驗中混合物的分離。分離後的物質亦可通過儀器做定性及定量分析。 耐綸的化學結構含有醯胺鍵,我們從早期的科展報告中發現重金屬鹽類易與蛋白質結合成穩定的沉澱物而析出,得知蛋白質因含有大量醯胺基團,能與金屬離子結合成蛋白質鹽沉澱,藉以除去水溶液中的重金屬。我們利用同樣含有醯胺鍵的自製耐綸溶液進行重金屬吸附實驗,期望能夠達到吸附並除去重金屬的效果。本實驗所使用的材料是家中舊有的尼龍絲襪,以達到廢物利用及環保的最高宗旨。

防滑好絕配-提高浴室安全

本研究藉由浴室滑倒的例子,結合國小課程「摩擦力」與文獻資料,探討浴室地板、室內鞋和水溶液等三大因素,並交叉組合測量摩擦係數大小,試圖找出最防滑的搭配。研究發現乾燥的環境最為安全,潮溼環境和平滑的浴室地板都比較危險,尤其在佈滿潤髮乳的地板和含水溶液的光亮磁磚地板上,室內鞋的防滑效果有限,不能過度依賴。我們有以下建議:一、浴室採用乾溼分離設計,以減少溼滑的地板面積;二、使用水溶液將增加滑倒風險,使用完畢應沖水潔淨並擦乾地板;三、浴室地板應該使用具有凹凸不平的防滑磁磚;四、慎選浴室防滑拖鞋的種類,以塑膠硬底鞋的防滑效果最佳,紙質室內鞋容易滑倒,需要特別小心,並且不要過度依賴廠商宣稱的浴室拖鞋防滑效果。

探討疏散星團年齡與視直徑大小之研究-以NGC2099為例

本研究針對疏散星團NGC2099的年齡與視直徑來進行探討,利用冷卻CCD進行恆星的UBV光度觀測,藉由拍攝到的照片進行雜訊移除、測量儀器星等及視星等修正等步驟後,繪出NGC2099星色-星等圖(CMD)並分析之,求得NGC2099的年齡約在108.5~108.6年之間,紅化值為0.1 ± 0.02,並利用距離模數公式求得該星團的距離為5433.21 ± 499.00pc,再以數星與統計方法求得該星團在赤經方向之視直徑為21 ± 0.5角分、赤緯方向之視直徑為13 ± 0.5角分後,再藉由弧長公式計算得到星團直徑在赤經方向為33.26 ± 3.84ly,赤緯方向為22.43 ±0.86ly。

瘋流蘊試—水蘊草的細胞質流機制初探

細胞質流(cytoplasmic streaming)的機制,目前通常被認為是藉由ATP提供能量,使肌動蛋白分子連接胞器而沿著細胞骨架移動,並以此促進相鄰的兩個細胞透過原生質絲(plasmodesmata)交換物質。本研究建立水蘊草(Egeria densa)之細胞質流流速的觀察及測量方法,並以能量的角度去探討其機制層面。我們發現當光度小於1000 lux時,細胞質流流速及淨光合作用速率具有高度正相關。硝酸鎳能明顯促進細胞質流流速及淨光合作用速率,而40℃、pH1、pH13、硝酸汞、4℃一天能使細胞質流停止。

遨遊天空-破解木製飛機的密碼

多數的手擲機都是以珍珠板或紙張為材料,鮮少以巴爾沙木製作手擲機。因為木製飛機最大的缺點是易摔壞、製作繁瑣。本實驗研究目的是在尋找如何製作簡單且不易摔壞的木製手擲機。為了探討手擲機如何發射可以直線飛行較遠和滯空飛行較久,我們製作可以調整仰角、旋轉角度的「發射台」,用以測試飛機的飛行路徑。為了研究何種機型是最適合的手擲機,我們改變飛機的大小、機型,甚至改變主翼的形狀、上反角的角度、上反角的切割比例、機頭的長度比例等,探討最適合的手擲機結構比例。最後為了研究手擲機在室外有風時,風向、風速、飛行路徑的關係,我們改變手擲飛機與風向的角度,探討最適合手擲飛機與風向的角度。建議可以應用到教學、運動、科學比賽。

數字拼圖

「n×n 數字拼圖」的問題主要在研究:「找出把1、2、3…… n 2 個連續整數,依序填入n×n 的正方形方格中,填寫的規則是只能將『下一個數字』填寫在『前一個數字』的相鄰的位置,一直到最後一個數字n 2 填入最後一個方格為止,使單一對角線上 n 個數字總和為最大數的路線圖,並探討其中所隱藏的數學奧密」。 研究者經過實際的模擬與討論後發現:解題的方法應由最大的數字(n 2 )逆回填寫至1;當n=奇數時,起點座標一定是(2,2); 當 n=偶數時,起點座標一定是(1,1)或(2,2);而且它的路線也有一定的規律。單一對角線上 n 個數字總和最大數與 n×n正方形方格之間存在著密切關係。研究者的想法請詳見「肆、解法」。

炸開壁癌,攻堅水泥!

白華是生長於混凝土中孔隙的鹽類晶體,但確切影響其生成量及速率的機制仍未可知。為探討及分析不同因素影響晶析與實際上壁癌的晶體結構,我們以混凝土試片浸泡於漆料中常含的有機溶劑中,並測試市面上販售之多種防壁癌之漆料塗抹於混凝土試片上之效果。除此之外,更蒐集現實生活中所產生之壁癌,且針對上述有鹽類晶體生長之試片採集之壁癌進行顯微照相以及成分分析。結果發現,水泥比例造成的裂隙大小、有機溶劑的黏性會影響毛細作用與水泥析出,而防水漆料則能在短時間內抑制水分滲入。顯微照相顯示,在各種鹽類中,硫酸鹽的小顆粒較易析出至表面,是現實生活中的主要成分。我們期望將控制上述有利於白華生長之因素,應用於有效抑止壁癌的生長。

一場西方乾酪與東方豆腐乳奇妙相遇-『氣死(Cheese)豆腐乳』奇幻誕生

豆腐乳與乾酪均為高蛋白發酵食品分別在東西方獨領風騷卻無交集!本研究即以牛乳遇酸凝固之原理,將苗栗盛產鮮乳以速成法製成凝乳塊再添加客家豆腐乳之豆、米麴進行熟成,製成『(Cheese)豆腐乳』,並進行喜好性官能品評。試驗發現以 20%檸檬汁添加量在 45℃靜置 25 分鐘有最佳凝乳效果,以此凝乳塊添加豆、米麴在 30℃熟成 45 及 90 天進行品評,『(Cheese)豆腐乳』-低鹽甜味組於貯藏 45 及 90 天在顏色、風味及整體喜好性評分均與對照組有顯著差異(p0.05),因此建議『(Cheese)豆腐乳』-低鹽甜味組僅須熟成 45 天即相當於 90 天完全熟成且色澤最佳,將可縮短長時間熟成成本,並可提供農民做為本地代表性之食品販售有相當發展願景。

看林葉繽紛-探索草本、木本植物氣孔與蒸散作用之研究

為進一步探討草本、木本植物氣孔與蒸散作用的差異,我們蒐集資料,且設計實驗加以比較,結果發現草本、木本植物之上下表皮氣孔分佈之數量、大小、型態等,因種類不同而異外,氣孔皆散佈於葉的上或下表皮,呈現非均等分佈,而葉脈處無氣孔,且氣孔顯著小於表皮細胞;草本植物於上表皮偶而可發現氣孔,但分佈數量較下表皮少,且氣孔不一定比木本植物小;木本植物之氣孔僅見於下表皮且會陷到下表皮內,其單位面積分佈密度較草本植物多。葉片越成熟其氣孔分佈數量越多,但老化的葉子則較少;水分蒸散主要由葉的下表皮散失,而環境因子如光度、溫度(含日照時段)、空氣移動速度等對植物蒸散速率皆成正影響;不同植物對色光之反應則各有不同偏好。

別吹牛,吹泡泡吧!環保泡泡機之研究

構想利用身邊可以回收的資源,設計一台可以製造歡笑,帶給周圍朋友幸福的「歡樂環保泡泡機」,經過同學們鍥而不捨的觀察討論,從泡泡水配方的研發、泡泡機結構的設計、吹出泡泡所需風力的探討、設計自動供給泡泡水裝置,到全自動感應式泡泡機的誕生,終於成功研發出泡泡機完整系統。由實驗探討發現,可掌握下列幾個原則:一、泡泡水最佳配方:RO水:洗碗精:甘油= 16:4:3。二、吹泡泡的風速大約3.5m/s 到 7m/s 較為適合。三、泡泡圈的轉速要慢,且轉的方向與風扇的轉向相反較佳。四、發泡圈的設計需要能夠多吸附些泡泡水,如增加溝槽或吸水材質等。