佳作

在養殖池中絲藻的增長速度非常快，會影響魚苗的生長，造成漁民的困擾。若將其當作再生能源利用，不也是一種廢物利用的做法嗎？\r 本實驗利用絲藻培養的新菌種「YMJH 一號」，以自製微型雙槽式研究微生物燃料電池的產電效能。以8cm×8cm 半透膜取代價格而貴的質子交換膜、陽極置入台製生化棉及0.005M 葡萄糖當燃料，在陰極12mL/s 曝氣速率、陽極6 小時水力停留時間，在500Ω電阻下最大功率密為34.87 mW2/m2，超越參考文獻中最大功率密度。\r 在不同電極種類下，100cm2 碳織布當陽極、10cm×10cm 打洞碳串當陰極使內電阻大幅降低，因此得到最大電壓為0.63V 而最大功率密度提升至79.38 mW2/m2，超越歷屆科展作品的最大電壓0.09936V、最大功率密度1.9745 mW2/m2 ，甚至是參考文獻最大電壓0.416V、最大功率密度32.9 mW2/m2的2 倍產量。

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。

最近網路和新聞媒體都頻頻出現免洗筷有毒的新聞，引起大眾的一陣恐慌，平日經常使用免洗筷的我很注意這個議題，趁著這次科展便邀了班上幾個志同道合的朋友，一起來為我們生活周遭的免洗筷做個總體檢，看看我們平常所使用的免洗筷是否安全衛生，有無殘留二氧化硫。首先，我們利用問卷調查的方式來調查班上同學使用免洗筷的情形，發現每天使用免洗筷的同學高達 77％，在此更加顯示出本研究的重要性。實驗結果顯示出本小組研發的測定方法精準度不夠，只在編號 1 和編號 4 的樣本中測出二氧化硫；但是利用實驗室精密裝置所做的檢測卻在編號 1.3.4.8.9.10 的樣本中均有二氧化硫殘留的反應，在與官能品評的比較下，編號 3.8.9 在官能檢測中都顯示有酸味，所以利用氣味來判斷二氧化硫殘餘是個可行的方案。在實驗中發現我們生活周遭所使用的免洗筷二氧化硫含量均不高，而且可以利用水洗的方式去除。每一種廠牌的免洗筷不論是外包裝或是筷子本身都有明顯的差異，在實驗過程中我們發現無標示公司或製造日期，筷身染墨有黑線條、聞起來酸味重的免洗筷其二氧化硫含量較高。所以消費者在使用免洗筷時可以特別的注意外觀、聞起來的氣味，最好可以用熱水洗一下，以去除附著在免洗筷上的二氧化硫。

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。

為了解「螞蟻吊大象」課程中脆弱的火柴棒如何撐起六、七瓶礦泉水，我們設計實驗包括三根木棒的粗細或長度改變、木棒接觸面的材質、載重系統的整體環境等，探討承載架運用什麼方法撐起重物、如何增加承載架負重能力，發現改變各種變因能影響承載架負重效果：當木棒纖維強度不足時，承載架倒塌的原因為木棒斷裂，當木棒纖維強度足夠時，會因繩子受力拉長，最終導致傾斜倒塌。在實驗過程中了解承載架載重原理，嘗試應用於生活之中，設計能夠隨處掛起的環保杯袋，並且對力學有更深入的了解。

條件反射是什麼呢？條件反射為生理學中的一種行為過程。在特定環境中，因強化作用而使某種應答的出現頻率增加，且更為規律。所謂強化是指為求得預期的應答而提供一種天然刺激或人為獎賞。在這個實驗中，我們欲探討「生物在不同環境中學習行為表現將有何不同」，於是觀察紅球魚、黑尾太陽魚與孔雀魚在接受餵食時的行為，並持續注意其長期所表現出的現象，最後結論是不論任何魚種條件反射之學習曲線相近，再學習情形皆明顯加快。

我們選用了三組高轉速小馬達，一組是馬達車的，一組是氣墊船雛型的，另一組是氣墊船用的。 我們利用氣球來證明反作用力；而積木做成的小車，是從反作用力的運動中，讓車子持續因反作用力而前進。 從實驗中，我們發現雖然馬達車子跑得很快，氣墊船雛型卻跑得不快；於是我們有了分流的概念。我們想到可以讓氣墊船在水中上航行；所以我們把氣墊船的材料改成珍珠板。 原先我們並不知哪一個型式、高度的分流板是最好的，於是我們設計了實驗三。 因為有了划龍舟的印象，所以我們又設計出了方向舵，來控制船的方向。 為了減少接觸面之間的吸附力，我們在船的底部加裝橫桿。 因為原先柔性圍裙的底部開口是全開式的，所以柔性圍裙容易外掀，於是我們才改良柔性圍裙的底部開口成為長條式和多孔式，並將柔性圍裙的長寬比例做不同的比較。 氣墊船在水上比在陸地上的運動情形好，因為在水上多了水的浮力。

在管的開口端吹氣，不論他端為開啟或為閉塞，管內的空氣即會振動而發出聲音，這現象的解釋如下：如右圖為一端封閉的管，有一縱波由管的開口端進入管內。此縱波若為最簡單的正弦波。當波到達閉端時，即被反射，故管內會有兩方相反方向的進行波重疊。此兩進行波的振幅、頻率及波長均相等，此兩反向而行的波合成一駐波。 因閉端附近的空氣不能往閉端外移動，故其位移為零，即為縱波駐波的波節。而開口端附近的空氣，振動位移最大，故為波腹。由上圖得見，如管的一端封閉，管長為L，在管中形成駐波的條件為， L＝λ/4、3λ/4、5λ/4 、、、或L＝n λ/4（n=1、3、5、、、、）故閉管所產生的頻率f＝V/λ＝nV/4L（n=1、3、5、、、n＝1 的頻率稱為基頻，n＞1 的頻率稱為泛音），式中的V 乃聲波在空氣中的傳播速度（V=331+0.6t），測量L 及t，可得f。

我們在自然課程電與磁的單元中，看到課本上對磁浮列車的介紹，激起我們的研究動力。在找尋適合的動力源過程中，我們意外發現利用軌道兩旁交錯磁性的磁鐵，可以讓圓形磁鐵滾動；另外，我們更首次發現利用兩邊放置方形磁鐵，會產生強大斥力磁場，並將此裝置命名為「方形加速器」；為了減少摩擦力，在磁軌上加裝透明壓克力板，確實增加磁動車速度。我們抽絲剝繭的找出磁動車的運動原理和增進磁動車的運動速度；了解原來磁輪運動原理來自於磁軌對磁輪產生的『邊際效應』，也知道磁輪大小並不是影響磁輪運動的主要關鍵，而是磁輪的磁力大小影響最大。甚至，最後我們已經發展出磁輪換軌設計雛形。在研究過程我們不斷的思考、試驗、閱讀文獻、修正試驗方法，不斷的和時間賽跑，最後完成研究報告，真的受益匪淺，希望我們的研究成果對未來有所貢獻。

老師要我們自製指示劑時，有人煮十幾分鐘，有人用熱水浸泡個一、二小時，又燙又花時間，於是我們想透過實驗找到最佳的時間點，使大家省時又省力。此外熱水的高溫，常讓我們心驚膽顫，深怕一個不小心就被燙到，如果自製指示劑也能像茶葉用「冷泡」的泡出色來，不是更安全更節省能源嗎？最後我們驚喜的發現「紫色高麗菜」的確是冷熱皆宜，而且只要花費10分鐘，難怪教科書都愛用它來製作指示劑。我們還發現用單一材料自製而成的天然指示劑，不像廣用指示劑呈現紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫，可分辨出不同的酸鹼值，因此我們更進一步的將課本中提到的材料互相「混搭」，竟然能製作出更好，更精細的酸鹼指示劑，可以清楚分辨pH1.0~12.0（如封面圖），真是讓我們興奮不已！