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佳作

化「生氣」為「力氣」!

在六上自然課「氧與二氧化碳」這個單元,課本教我們做的二氧化碳滅火器,會因漏氣導致壓力不足,噴不出氣體來滅火,所以我們想要研發出一個成功的替代品,讓老師和小朋友在課堂上有更好用的教具。在研究中,我們先決定產生二氧化碳的材料,最後選擇以優點最多的醋去和小蘇打粉混合;然後用600c.c.的可樂瓶設計出一個簡易型滅火器,發現在600c.c.的尺寸下,只需要4c.c.的醋和0.39公克的小蘇打粉,就能把燭火熄滅;並且研究出上述瓶子大小和材料量的關係等比例縮放後,也都可以成功地滅火;而在研究過程中,更發現瓶子的氣密性是實驗能不能成功的關鍵;最後在不斷的研究和改良下,終於研發出兩型操作簡便又可重複使用的二氧化碳滅火器教具。

「零漬靈」-大家一起來玩黏巴達

自製的「零漬靈」與市售Cyberclean商品,用不同的實驗來做一系列的比較,發現自製的「零漬靈」吸附塵土的效果較佳,呈現中性,且具有能夠耐清洗之特性,不含一些額外添加之螢光劑、防腐劑及殺菌劑。自製的「零漬靈」除了能夠吸附灰塵,在生活上可應用於:替代板擦,並有良好的操作特性,不會造成筆灰飛揚的問題,這是老師們的最愛,且可以重覆利用,其整體效果不遜市售之商品。

超 級 來 電 王

五上第三單元「奇妙的水」,讓我們認識水溶液酸鹼性及導電性。當電腦課上網發現「水果能導電也能當電池」的資料時,我們也希望能自製應用在生活中的水溶液電池。我們研究的內容包括:透過實驗找出做水溶液電池最好的方法、選擇適合的電池材料包括水溶液和正、負極材料的各種組合。經過實驗及討論發現:(一)使電力增強的方法有:1.選擇導電性佳、濃度較高(糖水例外)、串聯數目較多、溫度較高的水溶液。2.增加金屬片接觸面積、適合的正、負極材料和水溶液的組合。(二)漂白水和正、負極為(銅、鋁)的組合產生的電壓最高,只要串聯3杯就能使用LED燈、小鬧鐘、Call 機、計算機、電動玩具、小收音機,也是這次研究中的超級來電王。

電流熱效應與白熾現象

本實驗以外加電流通過筆芯產生熱,使筆芯發光,探討所謂白熾現象。主要研究重點為找出電流、電壓、電阻、功率、壓力和溫度等之變因與白熾現象之關係,以六種不同波長之濾光片配合六個光度計,量測筆芯之發光程度,並嘗試用紅外線熱像儀定性測量筆芯於白熾狀態下之溫度分布。實驗結果發現,筆芯於白熾狀態下會變細。在同一實驗條件下﹝固定電流﹞,筆芯在壓力為5cm-Hg 時比在76cm-Hg 狀態下,發光時間至少延長一倍,由此可推之氧化反應為筆芯變細之主要原因。並以黑體輻射理論,嘗試推導出由光度計所量測之照度與溫度關係式,以解釋筆芯白熾現象。

藻生貴脂-以竹嵌紋病毒或其衛星核酸載體建立綠藻之高效率轉殖系統

綠藻(Chlorellasp.strainDT)為含有大量油脂的球型單胞藻,容易大量培養,目前研究証明以電穿孔法能獲得最佳化的轉殖效率。而竹嵌紋病毒(Bamboomosaicvirus,BaMV)已成功發展為表現外源蛋白的載體,其衛星核酸(satelliteRNA)的載體系統則仍在發展階段。本實驗目的有二,第一為比較BaMV及衛星核酸(satBaMV)載體,以建立較高效率的轉殖系統。第二為延伸應用生物課程中所提到的基因轉殖技術。實驗中利用電穿孔法將質體轉入綠藻中,比較篩選抗藥性細胞數、計算轉殖成功率。經PCR檢測後發現以satBaMV為載體的轉殖成功率較高。未來如能成功建立完整的衛星核酸載體轉殖系統,可將特定基因以此系統轉殖入綠藻以增加綠藻產油量,正式成為新興生質能源,以因應能源危機。

學校剩飯的妙用─酒精發酵之探討與應用

老師曾說:「酒精能殺菌,主要是利用酒精引起蛋白質變性,導致細菌或病毒的死亡。」加上學校午餐總會剩下許多剩飯,這讓我對「酒精發酵」產生興趣,想進一步探討研究。 我們以微生物進行米飯發酵,蒸餾出酒精,並測量濃度,作為米飯發酵力優劣的標準。接著進行不同菌種、不同糖量、不同米麴菌量、不同溫度、不同米量和不同發酵天數對米飯發酵力的影響等實驗。發酵後的酒精,還製作出消毒酒精、料理米酒、水果酒和燃燒用酒精。最後,進行簡易蒸餾設備的改良,大幅提升蒸餾酒精的濃度。 實驗結果,以米麴菌進行發酵最好,酵母菌效果最差。此外,適量的糖有助於米麴菌的發酵力,增加米麴菌量和米飯量,並在高溫的夏天進行發酵,更能提高米飯發酵力。

“晶”華再現

在我們日常生活中常見的,如糖、鹽、味精、明礬、冰晶、礦物等,都是結晶體。而這些肉眼看起來不起眼的小東西,在顯微鏡下可看見它美麗又有趣的形狀。當溶解晶體的水蒸發後,一些晶體因為水分的缺乏就慢慢的跑出來;或者是當我們將飽和溶液再加入溶質 ,加熱溶解後,在溫度下降時,也會有晶體跑出來,這就是「結晶」。利用這次實驗,從觀察顯微鏡下的結晶世界出發,了解結晶的生成和形狀,比較不同晶體的結晶速度,並探討可能影響結晶的變因,幫助我們養出及找出製作漂亮結晶的方法,讓結晶以藝術的型態呈現,使大家更了解結晶多采多姿的細微變化。

察「焰」觀「色」-以自製分光儀檢視焰色實驗

本實驗以透明DVD光碟片、配合網路攝影機,自製一台可照相、攝影的分光儀,可用於檢測未知線光譜的波長。與已知文獻資料比較,我們自製的分光儀具有良好的可靠性與再現性,具有實用價值。焰色實驗在實際操作上並不容易看出明顯顏色、也不易分辨出相近顏色的色光究竟有什麼不同,本實驗也討論了焰色實驗操作的條件。配合自製分光儀,可區分出鈣、鍶在焰色上的差異。

當我們倒在一起--BR 振盪反應的探討

振盪反應是一個很特別的反應,其顏色變化反覆而規律。我們選擇了 BR 反應系作為研究題目,探討反應中溶液的配製方式及轉速對振盪的影響,及各反應物濃度與振盪次數及總時間的關係,並得該反應速率定律式為r=k[KIO3]0.28\r [H2O2]2.38 [CH2(COOH)2]1.21。由於此振盪反應所使用各反應物的相對量相差非常懸殊(莫耳數比KIO3 :H2O2 :CH2(COOH)2\r =40:577:60),因此我們嘗試在振盪過程中加入反應物,並推測反應物所可能發生的反應,發現H2O2 可能同時進行了3 個反應,故所需的量顯得特別多。在反應物中KIO3、H2O2 主要扮演生成I2 的角色,CH2(COOH)2 則是主導I2 消耗的反應,Mn2+ 可催化I2 生成的反應。

「飴」然製得,「糵」你栽~DIY麥芽糖有一套

本實驗主要為研究以「最經濟」、「最便利」及最「節能減碳」的方式製作傳統麥芽糖。從實驗得知發芽中的麥芽種子是催化的關鍵,而其鬚根則無催化作用。而成長7~10日麥芽為最佳採收期。將麥芽去根後與糯米以1:4為最佳混合比例。並發現利用糯米煮熟後的餘溫,在室溫下即可進行發酵作用,而保溫方式以溫度越高(55℃)反應速度越快。若改以糯米粉為澱粉來源,糊化的最佳溫度為70℃,溫度過高,口感反而不佳。-20℃冷凍乾燥法及常溫日曬法並不會影響小麥草內澱粉酶的活性,這將有效解決小麥草保存及夏季不易栽培的問題。而麥芽糖成品水分含量在18%以下,能有效防腐達6個月以上。