全國中小學科展

佳作

土人參抑黴效用之探討

發現阿嬤植物盆栽中只有土人參沒有黴菌生長,土人參特性經栽培土壤改良後,可成長茂盛的土人參。進行土人參抑制黴菌實驗;發現黴菌生長前噴灑土人參汁液比已有黴菌生長噴灑的抑菌效果更佳。以土人參150g+酒精450g比蒸餾水或雙氧水萃取液,以及其他天然抗菌作用的添加物對黴菌生長前抑制效果均佳。但對已黴菌生長的吐司抑菌效果比其他添加物更好,單純酒精對已黴菌生長中的吐司沒有顯著抑制的效果,需加土人參後的確有明顯的抑菌功效。利用土人參萃取物製成的肥皂具有很好的清潔功效;經浸泡土人參萃取肥皂30分鐘後之剩餘黴菌面積,抑黴效用可持續7天後不再增加,其他清潔用品則可能繼續增長黴菌;顯見土人參萃取肥皂之抑黴功效。

由粒子系統微觀氣體動力論

本實驗利用粒子系統的特性,創造出氣體粒子,任由它們在規定的容器中永不止息的運動,再由粒子數 n、粒子均方根速度 Vrms、粒子半徑 r、容器大小 R 等變數來微觀 Maxwell 的氣體動力論。研究結果如下: 一、在器壁完美無瑕能產生鏡面反射的理想容器中,粒子均勻分佈在容器內;在表面粗糙無法預測反彈角度的非理想容器中,粒子則集中在器壁附近。 二、粒子的平均速率可以下式表示: (理想容器與非理想容器相同) 三、無論是否為理想容器,無論粒子是否具有體積,粒子與器壁的碰撞頻率關係式都可以表示成,並預測當 n →∞ 時,理想容器之;而非理想容器之。 四、無論是否為理想容器,可導出粒子間碰撞頻率,並預測在 n →∞ 時,理想容器與非理想容器中。

你當我吃塑的? -臺灣小蠟蟲攝食環保型塑膠之探討

小蠟蟲是臺灣普遍在蜂巢出現的重要害蟲之一,我們從家鄉養蜂場飼養的義大利蜂巢中採集巢片及小蠟蟲。在實驗室設計適合飼養環境,孵出高比例數量的小蠟蛾 (Achroia grisella ),觀察其生命週期及型態,並測試是否攝食塑膠,結果發現小蠟蟲攝食聚乙烯(PE)。再來測試是否食用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)。實驗結果小蠟蟲會攝食HDPE及LDPE,也能完成生命週期。透過原子力顯微鏡觀察,小蠟蟲體內存在分解塑膠的元素,未來將根據此研究基礎進一步分析研究小蠟蟲透過何種機制分解塑膠。

蝸牛殼毛功能新觀點 - 探討殼毛摩擦力效用對台灣盾蝸牛生存適應之影響

本研究目的在於瞭解盾蝸牛殼毛的功能,假設殼毛會增加摩擦力幫助蝸牛在潮濕表面附著。首先形態測量發現爬行時愈常與表面接觸的部位殼毛較短、密度較小,推測殼毛與接觸面產生摩擦而造成磨損。測量不同環境下殼毛與殼皮(無殼毛)的最大靜摩擦係數,以推算摩擦力值,結果顯示潮濕的殼毛能產生較大的摩擦力,但若濕殼毛在具有蠟質結構的葉表面,或在水中加入界面活性劑破壞水的氫鍵作用,則摩擦力都會變小,證實殼毛吸水後能利用氫鍵吸引力作用增加摩擦力。野外調查結果發現,殼長較小且殼毛較完整的盾蝸牛較常棲息在較高的環境。因此本研究結論為臺灣盾蝸牛殼毛能產生較大的摩擦力,使其在潮濕環境下有更多的附著力,增加在較高環境棲息的適應力。

自製臺灣植物染敏太陽能電池及性質研究

由於染敏太陽能電池製作成本與較早發展的單晶矽太陽電池比較起來低廉許多,且發展潛力頗大,但由於一般學生難以取得其中的關鍵材料(導電玻璃、人工光敏染料)使得此有意義的綠色實驗於中小學的普及度並不高。本實驗的目的便是利用日常生活可隨手取得的資源來自製染敏太陽能電池,一方面透過研究太陽輻射的能量分佈來選取某些高發電效率的顏色染料,另一方面探討染料酸鹼度對其電子傳輸及共價鍵結強度的影響程度,不但希望能提高電池效率,更希冀能普及成中小學實驗而大量製造,在大量及價格低廉的優勢下,再結合美學製作成窗簾等產品,不僅人人皆能為我們日漸暖化的地球盡一份心力,更能美化我們的生活。

Light up!飛行石的光燦

Luminol 化學放光反應受到不同因子的影響。放光物質(Luminol)、氧化劑(H2O2)、催化劑 ( K3Fe(CN)6、K4Fe(CN)6 )、混合濃度變化下放光趨勢不盡相同;溫度、添加不同濃度強鹼、不同種類之金屬離子、洋菜混合溶液各有程度不一之影響;將推廣至食品氧化劑殘留之檢驗。

有圓千里切線牽~探討n圓公切圓之存在性

有次閱讀一篇有關公切圓的文章,使我們對公切圓產生好奇,進而想知道n 個圓究竟有存在多少個公切圓呢?於是我們用雙曲線上一點到兩圓距離之差為定值,找出兩圓的公切圓,並以雙曲線交點為圓心,作出任意三圓的8個公切圓。另一方面,我們以反演法作圖驗證,利用反演後圖形的相對關係不變之原理,推廣出n 圓公切圓的作圖與判別法。進一步地,將公切線視為一曲率半徑無限大之圓,將曲率半徑縮放以判別公切圓相關性質。最後研究歸納出雙曲線、反演、切線等研究方法的優勢與劣勢,更結合雙曲線與反演法判別n 圓公切圓的存在情況,並以條件方程式 完整呈現n 個圓所存在最多的公切圓數目,即9 圓以上最多僅存在2 個公切圓。

自動滅火系統

課堂上使用酒精燈的危險,引發我的危機意識,於是,根據課堂上所學的空氣可以被加壓縮,並參考了「原來如此」這本書中簡易抽水排水系統的製作及驅動往復泵的機械等裝置,製作了一套可以自動感應,並能噴灑出水柱,將火熄滅的『自動滅火系統』。希望,當災害真的發生時,這套『自動滅火系統』能派上用場。

水問

一、藉各種因素來調整水流穩定度,諸如:水量大小、水的流速、加上密緻度不同的濾網……等,並探討各種因素與其的正向關係,以達到控制穩流的效果,採用水流斷點長度作為穩定與否的依據,且深究因素對穩流作用的原因二、主要探討不同濾網孔徑與密度對穩定水流的影響。

江山鈦有人才出—以氮化鈦製備光觸媒

本實驗以氮化鈦為基材,利用「水熱-化學電池法」製備網狀光觸媒薄膜,相較於傳統水熱法需高溫高壓環境,此方法可在低溫常壓下製備薄膜。XRD結果顯示,試片表面的氧化鈦膜應是以非晶形的鈦氧化物為主,僅部分試片會生成稀少的TiO2銳鈦礦相及金紅石相。以FE-SEM分析試片表面結構,發現生成的氧化鈦膜為網狀結構,其膜厚隨反應濃度增大或反應時間加長而增大,但膜厚有其極限,若反應時間過長,原本生成的膜會被溶液腐蝕。經過檢測,我們的試片有極佳的光觸媒性質:在分解亞甲基藍染劑的實驗,照射紫外光一小時後,亞甲基藍分解率可達30%,與文獻中結晶良好的銳鈦礦相二氧化鈦效果相近;在紫外光照射下測量其水接觸角,在30分鐘內可達10°以下,具超親水性。