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佳作

山棘蟻的敵我意識

在研究期間,觀察到台灣特有的山棘蟻在辨認敵我的方式與一般螞蟻不同。牠們雖然也會以氣味來辨識同窩的山棘蟻,進而接受牠們回巢,更發現牠們還會利用視覺去辨別敵我:如果入侵螞蟻的體型非常小,山棘蟻就會放過敵蟻;如果體型較大一些但仍然比山棘蟻小,牠們會馬上前去撕咬敵蟻;而跟山棘蟻體型差不多大小的,牠們會以威嚇來驅離;而體型較牠們大的,山棘蟻會趕緊逃跑。一般人對螞蟻的認知是兵蟻和工蟻最有攻擊性,但我發覺處女蟻后攻擊性比工蟻強得多;不過,山棘蟻的攻擊方式也非常特別,如果山棘蟻跟敵蟻糾纏在一起,山棘蟻會捲起來,咬住對方的觸角或六隻腳;還有牠們是少數會利用工具的螞蟻,會趁敵蟻喝水時壓住敵蟻的頭部,使之溺死;另外在此次觀察中,還發現山棘蟻會被八角和酒精的氣味殺死,而且沾上酒精痙攣死亡後,還會傳染給其他螞蟻,這也許是防止螞蟻群落擴大的好方法。

家鄉的河

我們的家附近都有一條美麗河川,為了讓河川永遠美麗,水源源源不斷,後代子孫能以美麗的河川為傲,我們長期利用的水質檢測活動,為家鄉的河川定期做健康檢查及研究,希望做為保護它的重要依據!尖石鄉有七個村莊及 28 個原住民部落,水質代表著家鄉的環境品質,環境保護工作做得好,河川水質自然變好。長期的水質檢測可以讓我們瞭解家鄉的河川及其環境變化,並隨時做好防治污染的因應措施。研究發現,水質長期偏弱酸性,主要與天氣有關,尤其冬天下雨過後酸性變強;山上的溪水水質清澈,濁度低,有時連機器都測不出濁度來(數字呈現 0.0,機器靈敏度不足),但大雨後濁度上升很多,可見水土保持要多加強;尖石山上地勢落差大、水流急,流水所測到的溶氧飽和度高,有時甚至可測到超過 100﹪的情況;夏天氣溫比水溫高,到了冬天寒流來,水溫反而比氣溫高,使溪中魚蝦得以存活。

舊鐵橋之水─生生不息

高屏舊鐵橋人工溼地,是一個非常棒的休閒運動景點,這裡有專為行人及自行車規劃的步道、棒球場,使大家可以盡情的在這裡散步、慢跑、運動或是騎自行車。除此之外,另外這裡也利用原本是溪床的特性,規劃成全國最大型的人工溼地,利用濕地的淨化功能來淨化上游的家庭、農牧及工廠之廢水,並負有復育生態保育、教育等功能。我們利用文獻的研究(資料收集)、訪問濕地解說員與當地居民、實地勘查、現場採樣以及實驗檢測等方法深入瞭解人工溼地對當地環境的影響及水質淨化的效果。最後,我們將得到的資訊,製作成「舊鐵橋人工溼地立體模型」,當起小小解說員,希望推廣舊鐵橋人工溼地之美,幫助其他同學對於家鄉珍貴資源的認識與愛護。

被忽略的神秘力量-表面張力的研究

液體的表面張力很微小,不容易用一般的儀器來測量,常見的大學實驗是用杜諾扭秤來測量,而本實驗設計是利用自行製作的儀器,利用簡單的槓桿原理以及定滑輪方便操作的特性,測量各種日常生活中常見的液體表面張力,計有:各種水質、酸鹼性溶液、糖水和食鹽水溶液、4 種清潔劑、6 種飲料、以及溫度的影響,並且更改各種變因來觀察溶液表面張力的變化,希望研究有助於我們瞭解日常生活的液體,其表面張力的差異。

歡迎光臨不打烊無邊界博物館—「大地生態導覽系統」的建立與應用

此次研究透過一種新的嘗試,建立一套原則上應用於可無限擴充空間範圍(地球地面)且不限時間的導覽系統,利用全球衛星定位系統將解說目標物(以木本植物為主)所在點之座標做為導覽資訊的一組索引值,透過「區塊解說」與「定點解說」兩種策略連結至解說內容(圖文、影音檔案),配合「委眾策略」(crowdsourcing)與行動科技設備的運用,一種不打烊無邊界的博館—「大地生態導覽系統」於焉誕生!

明爭暗「豆」——以導電度及透光度探討製作傳統豆腐時蛋白質凝結之關鍵

傳統豆腐主要成份除水之外就是蛋白質,豆漿的蛋白質凝結作用是傳統豆腐製作過程中最重要程序,對於豆腐的產率及品質有著重要而直接的影響。我們發現豆花粉及鹽滷中可使豆漿中的蛋白質凝結之成份為Ca2+及Mg2+。濃度2%的氯化鈣水溶液加入45℃的豆漿最能滿足製作傳統豆腐時蛋白質凝結量最大、乳清透光性高及乳清導電性低的條件。由豆漿蛋白凝結時電阻變化,得知40秒後蛋白質與氯化鈣作用趨近於緩和。 利用自製儀器精準測量導電度及透光度的有趣結果,探討蛋白質凝結之關鍵,對於豆腐之生產製作將會有相當的幫助 。

果燃油種

我們發現學校廚房的廢油處理管道都非常的少,我們想為它另開一條處理管道,最後發現學校的廢油可以和市面上一些可回收的植物渣渣混合製成廢油燃料。以下是我們探討出的結果: 一、燃料在進行基本燃燒特性探討的實驗中,廢油燃料燃燒時味道有其渣渣的香味,煙量也不多,大部分只有白煙和少許的黑煙,而且燃燒時間可以非常久,而同樣的體積市售燃料很快就燃燒完了。 二、在火光亮度的實驗裡,廢油燃料的火光亮度可達80流明,而市售燃料平均無法達到4流明,這證明著在需照明的夜裡,我們所製作的燃料可以用來取代一般市售燃料 三、安全性實驗中,我們實驗比較兩種燃料的安全性,發現酒精燈、酒精膏燃燒時打翻會使的整個桌面燒起來,而所有的廢油燃料在燃燒時被打翻後火焰仍不會擴散,有些還會順著風勢自然而熄滅,顯現出我們的廢油燃料比市售燃料安全許多。 四、問卷調查結果發現,大部分的民眾都了解市售燃料的危險性,甚至有高達95%的民眾支持我們的產品,也期望我們能做出一個環保、安全的燃料。我們還知道了大部分的民眾認為好的燃料須具備三種條件:一是安全性高,二是原料取自於自然,三則是使用時對人體無害。 經過了這麼多的實驗,我們覺得最能取代酒精燈及酒精膏的是加入咖啡渣和薑渣的廢油燃料,因為咖啡渣和薑渣在燃燒時不像紙屑或木屑等燃料會產生汽油味和較多的黑煙,咖啡渣燃燒時甚至會發出咖啡香,兩種燃料在燃燒時只會產生少許白煙,而那些白煙大多是無害的水蒸氣;兩種廢油燃料打翻時火勢都會順著風勢而熄滅,安全性極佳。

乳牛瘤胃液消化分解與發電效益探討

此作品是以荷蘭乳牛的瘤胃液作為微生物燃料電池進行一系列探討,實驗主要包含四部份:牛瘤胃液中的微生物觀察、牛瘤胃液在不同受質下的產氣量分析、牛瘤胃液發電實驗和發電效益評估。產氣量分析的實驗中,觀察到以百慕達草為受質的總產氣量最高,然而澱粉較可持久產氣。在產電實驗中,使用自行設計的壓克力反應槽進行發電,實驗結果發現以過錳酸鉀當電解液、澱粉為受質及經過分層後的下層牛瘤胃液皆有較佳的發電效果。此外,使用日常中容易取得的稻桿亦有不錯的發電效果。在串連兩個牛瘤胃液電池後,可點亮LED燈,可顯出牛瘤胃液為一有潛力的微生物燃料電池能源。

廚餘來電了!

日本的水果時鐘引起我們的興趣,我們試著利用廚餘製成再生電池。將廚餘分成飯、菜、肉和水果四類並將各類分成兩組(加酵母粉溶液為實驗組,不加為對照組)各取3Kg,以電壓和電流大小為基準,發現水果類的效果最佳,可做為日後實驗的來源。為避免電池中的極板晃動,需在廚餘水中加入黏稠物質,我們取高分子聚合物、洋菜粉、澱粉、海采粉和太白粉為添加物,檢驗其電流大小和保存期限,得知添加高分子聚合物的再生電池串連三個可讓自製時鐘運轉十天以上,若再加入二氧化錳做為去極劑,更可讓再生電池有效延長使用時間至二個月。再生電池在與市售電池、水果電池相較下,不但環保且能資源再利用,具有推廣價值。目前繼續改良再生電池電流過小及用途。

在五邊形上跳舞

由在五邊形上跳舞這個看似公平的遊戲中,找尋其不公平性,與背後的數學意義,並找出其必勝策略,再由原始遊戲推廣至1~n搶m,找出必勝法則。直覺上,只要想遍整個可能發生的進退,便可走出必勝的一步﹝當其存在時﹞,即是不公平的所在。就此,我們可將其適當轉換成數學之語言符號,進而以數學歸納法證明,必勝法則之存在性。但根據不同的n,或說是某些特殊的n,該法則可能退化較為簡單﹝規律﹞之形式。