佳作

本研究主要在探討沖繩小灰蝶喜愛的蜜源植物，以及溫度和紫外線對翅膀斑紋變化的影響。首先確認小灰蝶在校園的生存條件現況：種類及數量會依季節變化，活動區域多在空曠日照充足草地，產卵喜愛離地30cm左右陽光充足花壇，食草充裕有季節性，蜜源植物數量不穩定，會受割草頻率影響。其次設計以不同花色與花冠形態的花朵，進行蜜源植物喜好實驗，得出小灰蝶喜好的蜜源植物種類為黃色管狀花、舌狀花，研判與小灰蝶口器長度有關，提供學校作為植栽規劃參考。另外設計溫度升高、仿日光照射及雙重條件，小灰蝶冬日型腹面翅膀，在實驗條件下經過兩小時，下翅斑紋稍微變清楚，確認溫度升高與紫外線燈照射，都能使小灰蝶明顯產生行為活潑與展開翅膀的動作。

生活中發現線軸會因拉線角度的不同而收放自如，此現象激起了想探究的決心。我們初步發現線軸在不同變因下會有一個特定的臨界角θc而改變其滾動方向，因此本組選擇了拉力大小、線軸重量、線軸內外徑比值及不同接觸面性質(靜摩擦係數)作為實驗的四種變因，並設計了「線軸收放儀器」來進行實驗探討。為了精確測量臨界角，實驗時儀器中的粗調裝置是利用螺帽固定螺旋桿以大範圍調整定滑輪的升降高度，微調則利用指針帶動螺旋桿轉動角度來微調定滑輪的升降，將實驗過程攝影記錄，並再利用Tracker分析物體改變滾動方向時的臨界角。實驗顯示，影響線軸滾動方向的臨界角大小，和線軸之拉力大小、線軸重量及接觸面性質皆無關，只和線軸內外徑的比值有關，即cos ⁡ θc=r/R。

維持廁所的清潔與芳香是必然趨勢，本研動機就以馬桶沖水時利用水之沖力產生動能，應用同軸轉動來攪動芳香液，芳香分子再次飄動於空氣中，使人感受到芳香的味道。設計主副儲液桶理念設計，及槓桿原理與流體力學、節流閥的控制概念，進而研究出讓清潔劑與水適當混合效果，增添馬桶水的附加價值。 本研究之結果顯示，使清潔劑輕易流入馬桶水中達清潔作用，且芳香機構作用適時攪動芳香劑，維持廁所一定芳香，對整體設計機構符合環保不耗電概念，再清潔效能上清潔劑的稀釋影響了清潔效果，且與其所含的水的硬度與結合度習習相關，綜合研究之各項條件下，以稀釋5倍及10倍皆為良好混合比例的清潔劑。

指紋檢測技術為現今偵辦犯罪事件中一項重要的工具，傳統上以粉末法檢測指紋中的水分為主要方法，然而水分易隨著採樣時間拉長而消失，粉末法就難以派上用場。為解決此難題，本實驗利用奈米金可吸附油脂的特性以及具「表面電漿子偶極共振」效應，比較奈米金、奈米金團簇、四氯金酸三者於檢測指紋效果的優劣。研究發現三者之中，以指紋復現明顯程度來看，奈米金團簇的效果最佳，因其可以照射紫外光之後顯現出螢光，而四氯金酸耗時最久，因其須先還原成金原子，故整個過程長達兩小時。本研究亦嘗試在奈米金團簇上，修飾K他命抗體，以達到更加專一的指紋檢測。

植物纖維中可食者稱「膳食纖維」，選擇常用蔬果做實驗，期望對人類有所裨益。本實驗經由觀察植物化酒為水的現象，藉膳食纖維的特性，去探討其原因與「分子間作用力」的相關性： 一、「非水溶性」膳食纖維可以吸收酒精和水份 。 二、膳食纖維有很多親水基團，而水的極性大於酒精，但實驗卻發現植物親酒精更勝於水： (一) 酒精和水發生「競爭取代」的現象。 (二) 膳食纖維有親脂端會吸油，而酒精也有親脂端。 三、極性分子有正極偶、負極偶，利用TDS＆EC（總溶解固體量與電導度）測量儀，測出膳食纖維可吸引電解質。 四、蛋白質在酒精、醋酸、鹽酸中會產生變性，而「水溶性」膳食纖維可以吸附蛋白質形成保護膜，減少變性。

2020年受新冠狀肺炎疫情影響，許多店家改用一次性紙容器，用完即丟，與環境保護背道而馳。因此，我們將廢棄的咖啡渣與回收紙結合，製作可重複使用的「咖啡渣紙容器」，並將用過的紙容器再次利用，作為可自行降解在土壤裡的環保花盆，甚至延伸應用到餐墊、紡織品、防撞墊、透水磚…等產品。 本研究將咖啡渣紙團以一體成型方式塑型，過程中添加糯米膠強化塑型的穩定度，並在紙容器外層刷上蜂蠟，結果發現咖啡渣紙容器在塑型、防水、耐溫、強韌、耐酸鹼與滿意度調查各方面表現均佳且穩定。 本研究之咖啡渣紙容器不僅可取代一次性紙容器，更可重複使用，甚至用後埋入土壤，有助於菜苗生長，有效達到「藍色經濟」之零廢棄、零排放的環保理念。

自然老師教我們做海底花園的實驗，令人驚訝的是在矽酸鈉水溶液裡，加入一些粉末，竟然可以「長」出像水草的柱體。我們很好奇心，於是便開始一連串實驗。研究結果發現： 一、不同物質結晶快慢速度不同，而不同物質，各有其最適合的水玻璃濃度。 二、結晶的物質加入水玻璃的量越多，長出的結晶物也越高。 三、等量的水玻璃，結晶物質所能長的高度，與水位高度有關。 四、水玻璃遇到酸性、鹼性和中性物質時，產生的凝膠、透光度及黏滯性效果不同。 五、醇類加入水玻璃，水玻璃濃度越高，凝膠現象越明顯、黏滯性越高。 六、可由透光度大小，判斷醇類濃度。 七、利用60%水玻璃，檢測真酒假酒的效果最好！

研究利用廢棄腳踏車設計與製作微型川流式水力發電機，研究目的：首先研究最佳發電線圈，其次製作水平發電機，設計水輪機，最後完成微型水力發電機。研究結果：漆包線直徑0.5mm繞1000圈，中心為木心、線圈直徑6.0cm發電效能較佳。利用最佳線圈製作的水平發電機在磁鐵盤速度20Km/h，功率約84W。微型川流式水力發電機在水流流速3.5公尺/秒，磁鐵盤速度30Km/h時，發電功率約220W。在灌溉溝渠實際測試，在水流流速0.9公尺/秒，磁鐵盤速度10Km/h發電功率14.5W，足夠提供4個12V的LED電量，具實用價值。台灣有溪流或水圳都可設置川流式水力發電機，降低生態影響、提供環保發電方式。

本研究藉調控電源供應器電壓至高壓模組，可輸出不同高壓電，驅動自製以銅釘與銅管構造離子推進器，產生不同大小推力。因推力極小需自製儀器測量，藉檢流計內渦形彈簧與通電後檢流計指針偏轉，製作電磁扭秤量測微小推力。發現驅動電壓(3.7~7.6kV)與離子推進力呈正相關。調整銅針與七枚銅管間距，間距小於0.80cm，尖端放電且推力略為降低，間距介於1.30cm與1.45cm時，轉變為吸力，進一步觀測單一銅管周圍流場，類似電偶極場分佈，說明離子推進器銅針與銅管間距小，視為平行板電場，而銅針與銅管間距大，可視為電偶極電場分佈。最後間距大於1.45cm時，推力驟減為零。產生離子風，通過銅管後的空氣噴流，磁力不偏向證實不具有正負電性，但未經銅管的噴流應帶有正電荷。

我們為了改善學校水龍頭漏水的問題而展開一連串的觀察和研究，研究分成兩大部分一是了解學校水龍頭的使用情形與分析漏水的原因；第二是製作漏水防治器來有效減少漏水的情形發生。 研究結果發現學校水龍頭的水流量會隨著不同樓層、距離主管遠近、不同形式而有不同。我們利用自製轉角測量儀來了解同學轉動水龍頭的習慣，並製作水龍頭節水卡來減少水的浪費。在製作漏水防治器的過程中，為了提供止水皮足夠的力抵住漏水嘗試了許多材料，我們發現使用防水釹磁鐵加上塑膠螺絲、螺帽組合成可調式漏水防治器可適合不同水龍頭，測試後更確定漏水防治器可有效發揮作用。為了提高穩定性我們又採用3D列印的方式來製作防治器的零件，有效的增加組裝的精確度。