全國中小學科展

佳作

難民救星~全自動水質淨化系統

在非洲有60%的病人因飲用水的問題患病,導致每年有 180 萬名兒童死亡。為了改善水質我們尋找適合的濾材比較過濾成效,並製作過濾器比較淨化效果,除了最基本的改善水質外,我們也努力的研究如何降低成本、加強淨水效能、操作方便性及實用性來製作淨水系統,希望藉此能幫助到許多無乾淨水源飲用的可憐難民。

防鏽防蝕的黑色素—探討芝麻黑色素對於氧化鐵的保護

以浸泡提取法萃取出黑芝麻中的黑色素,並用高斯計測量其與氧化鐵(三氧化二鐵)混合物的磁場變化,以了解黑色素還原氧化鐵成為磁鐵礦(四氧化三鐵)的能力。結果發現,黑色素溶液還原氧化鐵粉末的最佳反應濃度為33%,而在氧化鐵粉末及芝麻黑色素溶液重量比為1:5的比例時,有最大的磁場變化平均值。 將氧化鐵、鐵、銅、鋁片在浸泡於黑色素溶液後,與相同環境條件下未浸泡在黑色素溶液的金屬做比較,測定各金屬在兩個禮拜後的失重率,結果發現浸泡黑色素的鐵與銅金屬,其失重率小於對照組,而氧化鐵及鋁金屬經浸泡黑色素的失重率則大於對照組,推測芝麻黑色素對於鐵、銅金屬可能具有延緩氧化的能力,而對於氧化鐵及鋁金屬效果不明顯。

探淵得「蛛」-台灣產微安蛛屬(安蛛科:蜘蛛目)之探究

本文記載台灣產安蛛科(Anapidae)微安蛛屬(Enielkenie)之未知種(Enielkenie sp.)。目前全世界的微安蛛屬記錄僅1屬1種,模式標本為原產高雄扇平之蟎微安蛛(Enielkenie acaroides Ono, 2006)。我們在新北市八里區利用柏氏漏斗對落葉層進行調查,發現未知種微安蛛,對雄雌標本進行描述、測量及繪圖。本種體型近似蟎微安蛛,但主要的差別為:腹部背面的筋點數目明顯多於蟎微安蛛、雄蛛觸肢腹面有一個向上突起,外雌器開口形狀,故本種可能為一未被描述的新種。人工飼養的情況下會結平面圓網,並在中央有一垂直絲,和Theridiosomatidae的網相似。

膽固醇型液晶薄膜應用於抗藍光暨紅、紫外線之研究

本研究以三種膽固醇型液晶為主體,摻混不同比例的5CB,具有以下優點:在15〜40℃內顏色穩定、溫寬大,有效反射藍光,阻擋紫、紅外線。統整下列五點結論: 一、 溫度區間內,液晶(3)及液晶(5)有穩定三原色變化:薄膜厚度為0.058mm,面積1cm2。 二、 單一色系溫寬最大的組別:液晶1藍、液晶5綠、液晶8紅。 三、 可見光最高兩根吸收峰值(455nm、藍;555nm、黃綠):液晶5最佳。 四、 摻混5CB後反射強度:液晶3藍、液晶1綠、液晶3紅。吸收度最佳:液晶1、5藍、液晶1綠、液晶5紅。 五、 降低紫外線指數最佳組別:液晶3(未加5CB),最佳顏色:藍>綠≒紅。紫外線吸收最佳比例(組別:液晶X) :吸光值0.896。紅外線吸收最佳比例(組別:液晶Y) :吸收率42%。

雷射水平儀校正釘槍

通常在匯報、教學、導遊人員都會使用雷射筆來投映一個光點或一條光線指向物體,本研究把雷射筆這個瞄點的特性運用在釘槍上,並且加入氣泡水準儀檢驗機器安裝面或平板是否水準,及測知傾斜方向與角度大小的測量儀器並增加板機安全卡榫,降低操作危險,而本研究使用的釘槍是氣動式釘槍在工業上使用的好處比電動式釘槍更有效率,為了新手可以更快上手,也能在工業上提高釘東西的精準度,避免在材料上釘東西失誤而浪費,本研究使用了兩個氣泡水準儀不只可以立著釘也可以平著釘,不會受到材料上的限制,而失去該有的垂直度,並且本研究還加裝雷射筆,可以讓距離做到有效的控制。

「果」然「罩」得住

生物吸附是利用某些死亡動植物體來鍵結、吸附的技術。其特點為來源取得容易、價錢低廉,而且吸附殘渣易經由焚化法妥善處置、減少廢棄物量。本實驗主要在探討烘乾後的果皮對吸附空氣中懸浮粒子的效果,結果發現:使用平板式衛生紙的果皮濾心效果較好。為了改善濾心保存問題我們以化學處理流程來改善,並進行材質鹼化等處理。除了對丙醛及乙醇有相當好的吸附效果外,以太白粉替代粉塵也能有良好效果,達到綠能、環保的效果。 我們自製儀器搭配Arduino裝置,能有效偵測並且吸附乙醇及丙醛氣體,最後建立一台即時偵測檢測儀器能吸附有害氣體的循環系統,800秒能有效吸附PM2.5濃度為1000μg/m3。

比較虎尾寮與夢時代的泥沙特質

我和爸爸從虎尾寮的工地採集泥砂後,針對泥砂的物理及化學性質做了許多實驗,和夢時代的泥砂性質做比較,希望找到它們的相同之處。 在虎尾寮採集的泥砂很細緻,粒徑多在0.149~0.037mm之間。其泥砂顆粒由下至上之顏色漸紅,可能富含鐵質。加稀鹽酸無反應,但加硝酸銀水溶液後會反應,這表示此地的泥砂不含化石但含鹽分。 而夢時代的泥砂較虎尾寮泥砂粗,粒徑多在0.177~0.149mm之間,也發現許多有孔蟲化石。它的泥砂顆粒顏色變化較沒規律,可能來自不同地方。加稀鹽酸與加硝酸銀水溶液後皆有反應這表示此地的泥砂含有化石和鹽分。 最後從實驗結果得知,虎尾寮工地和南紡夢時代工地泥砂的特色不盡同,但都是台南層的一部分,也就是說他們是有相關的!

讓我們擁抱在雲端-具有線性振動觸感之體感服

“擁抱”在人際關係中扮演重要的角色,而觸覺經驗常常伴隨著豐沛的情感。本研究之應用核心價值是透過雲端科技,真實地傳遞「情感性的觸覺」。作品在衣服中安裝 Arduino Pro Micro與Bluetooth Communication Module,以線性方式控制微型振動馬達陣列的振動,利用手機藍芽連接體感服,透過4G或Wi-Fi與Google Firebase雲端服務連結,即時傳遞與交換控制資料。從實驗統計數據中分析馬達振動與觸覺感受的線性關係,建立具有重複性價值之微型振動馬達的線性系統參數。讓人們除了可以透過文字、語音及影像溝通,也可以透過體感服做遠距離的接觸與互動達到“擁抱”的人際關係。

拓荒者的策略

本研究旨在建立拓荒者遊戲之贏棋樣式策略導向模式,由觀察、尋找關係與樣式、猜測、檢驗與論證的探究過程,獲得結果如下: 一、確立3×3、4×4、5×5……n×n拓荒者遊戲的研究方向為探討贏棋樣式策略導向模式。 二、找到3×3、4×4、5×5……n×n拓荒者遊戲中贏棋所需棋子數量的最小值與最大值的樣式並提出公式。 三、找到3×3、4×4、5×5……n×n拓荒者遊戲中符合贏棋所需棋子數量有效區間的樣式,並證明任何樣式皆可透過空格與棋子的移動還原成標準生成樣式。 四、確立3×3、4×4、5×5……n×n拓荒者遊戲贏棋樣式的標準生成樣式,並能論證可快速構成四種標準生成樣式的三個特性。 五、建立贏棋樣式策略導向模式。

任意凸四邊形上或形內一點到四頂點距離和的最大值

我們嘗試以初等數學綜合幾何的方法,以Geogebra為輔助工具,參考台灣師大陳昭地教授最近發表在科學教育月刊的文章,運用橢圓上一點到兩焦點距離和為定長的性質,找到任意凸四邊形邊上或形內一點到四頂點距離和最大值的方法,並提出證明.