全國中小學科展

佳作

鈦矽融合-探討研發自潔除臭的奈米廚師制服

潔白廚師制服上油漬及不易揮發的調味料氣味經常困擾著廚師,探討如何製作出同時擁有蓮葉自潔效應與奈米光觸媒除臭的廚師制服,設計了六個實驗結果如下 1.各種布料經過SiO2處理表面有明顯的疏水性。 2.各種類布料TiO2處理過後表面疏水性下降。 3.先用奈米TiO2再用SiO2處理之胚布,比SiO2處理有更優的疏水性。 4.在相同濃度TiO2處理後是再以濃度8%SiO2可使胚布與水珠的角度最大,疏水性最佳。 5.將胚布表面放大發現:TiO2處理之後再以濃度8%SiO2處理胚布,其TiO2會使纖維變膨鬆整齊,有助於布料表面恢復自然觸感。 6.製作出10% TiO2-8%SiO2奈米胚布其除臭及自潔性效果十分理想。經過相同方式處理過的廚師制服,一樣有良好的自潔與除臭效果,此結果值得推廣給餐飲界參考使用。

不只4種花色

從撲克牌魔術出發,探索出二個原理,第一個關於操作手法;第二個和表演過程相關:完成本魔術至少要派9 張牌。另外,我們和之前國展國小組數學科中同樣探討撲克牌的作品(參見附錄一)不同的成果是:提出二個數學定理,並得到一個一般化的結果:使用n 種花色的撲克牌,本魔術的「最少派牌數」。

晶晶相擁—探究多樣態結晶及顯微縮時攝影在結晶之應用

本研究主要在探討晶體成長的各因素及其應用,我們先找出適合結晶的條件,然後進行四種礬的晶體培養,以及「包心結晶」探討,接著在雙、三溶質結晶的實驗,發現明礬與紫礬獨特的融合結晶現象,也利用顯微鏡結合縮時攝影機做微小晶體的動態觀察,以顯微測量技術計算晶體成長速率及使用軟體量取晶面角,我們做出了以下特色 : 一、培養出比前人所做更大的結晶。 二、培養出明礬與紫礬的融合結晶。 三、培養出大型及極微小的五層包心結晶,並找到最適合的包心結晶條件及修正晶形。 四、將縮時結合顯微攝影,對微小的結晶進行動態拍攝,計算出結晶速率,以及使用顯微測微技術運用在晶體測量上,增加測量準確度。

「犇」跑吧 CO!

為了保持牛肉肉品色澤鮮豔,往往會添加CO,CO對於牛肉中肌紅蛋白有很強的結合力,在冷凍下可保持數個月的鮮紅色澤且不易脫去。我們嘗試各種醇、酸、鹼、鹽類找出萃取肌紅蛋白的最佳條件,並由光譜圖發現:肌紅蛋白內部的鐵二價離子易與CO氣體形成強鍵結,造成肌紅蛋白的吸收光譜產生位移,因此可用以檢驗牛肉中是否含有CO。為了進一步得知CO添加的含量,我們利用不同的氧化劑及還原劑測試含CO之牛肉,並偵測其光譜變化情形。結果發現:低亞硫酸鈉可以區分有無添加CO的牛肉,並能有效計算CO含量。為了使偵測方法更為簡易,我們利用硫酸有效分離CO與肌紅蛋白,並配合自製的電化學CO偵測器,直接檢測出CO氣體濃度及含量,以偵測市售牛肉是否添加CO氣體。

說『三』道『四』,【大】哉正方!

本作品是探討:在已知三角形內部中,如何利用尺規作圖找出最大的正方形(含內接與偏接),並導出最大正方形邊長與三角形元素的關係。進而推廣出在已知四邊形內部中,如何利用尺規作圖找出最大的正方形,並導出最大正方形邊長與四邊形元素的關係。

芬達棒棒棒-童玩中有趣現象之物理變因探討

芬達棒是一款旋轉時能產生像泡泡一般視覺效果的玩具,並且在來回轉動時會出現結點。我們利用步進馬達連接芬達棒,運用MEXE 02程式設定參數來探討結點位置與不同轉動狀態的關係。最後針對結點位置結果來分析推論造成其可能發生原因。

筒中求翼 ─研究飛行筒投射條件對於飛行狀態的影響並探討其飛行原理

本實驗使用PPE板及橡膠圈來仿製X-Zylo飛行筒,藉由改變飛行筒的形狀和製作筒翼來了解陀螺儀原理在飛行筒中的作用。再改變飛行筒的構造,以增厚橡膠圈、加裝透明片、製作半內側半外側飛行筒等方式,來探討伯努力原理在飛行筒中的效果。實驗結果發現,陀螺儀原理可使飛行筒穩定旋轉,伯努力原理則在本實驗中看不出明顯效果,攻角有助於飛行筒產生向上的升力,使飛行得更遠。

走完一圈有多遠─探討1×1×n之長方體面上一點出發走遍6面回到原出發點的最短路徑

延續 彰化縣第52屆科展優等作品「走完一圈有多遠-探討1x1x1之正立方體面上一點出發走遍6面回到原出發點的最短路徑」除了找到該報告的缺漏外,更進一步地討論在1x1xn之長方體面上一點出發的情形。我們利用 三角不等式、畢氏定理、二次函數等概念得到 1.從1x1xn長方體頂點出發,走遍六面回到原點的最短路徑長為 √2(n+2), 0≤n≤2 2√n2+4, n>2 2.從1x1xn之長方體上1x1面上中心點出發走遍六面回到原點的最短路徑長為 √32+(2n+1)2, n≥1 √2(n+2), n≤1 3.從1x1xn之長方體上1xn面上中心點出發走遍六面回到原點的最短路徑長為 √(2n+2)2+22, 0

第六個心

針對三角形 ?ABC ,以其三邊為底,同時向外或向內作三個相似等腰三角形?'A BC 、 ?'AB C 、 ?'ABC ,我們發現 'AA 、 'BB 、 'CC 三線交於一點──「第六個心」。其實,第六個心並非由 ?ABC 所決定唯一的一點,乃是隨等腰三角形?'A BC 、 ?'AB C 、 ?'ABC 的變動而有所不同。隨等腰三角形 ?'A BC 、 ?'AB C 、 ?'ABC 的變動,第六個心在平面上形成的軌跡為等軸雙曲線﹝漸近線互相垂直﹞,並且通過 ?ABC 的三頂點、重心以及垂心。我們研究的範圍包括:雙曲線的無窮遠點、 'AA 、 'BB 、 'CC 交於無窮遠點的判別條件、尤拉線的推廣等。為了研究以上主題,我們引進了一些額外的數學工具,如投影平面、bary-centric coordinate。藉由這些工具的使用,我們得以發掘定理背後的數學結構,並且簡化計算過程,增加文章的可讀性。

『銅』心協『鋁』­—利用氧化還原回收銅離子之研究

利用氧化還原反應,鋁的活性較銅大,因此鋁扮演失去電子的角色,將鋁片放入2 M KOH,銅片放入模擬含銅高濃度之廢液1 M CuSO4,銅廢液之Cu2+ 離子得電子析出於銅片,原本濃度高達 6.35×105 ppm之廢液,經回收後Cu2+ 離子濃度下降至1.999 ppm,符合行政院環境保護署規定之放流水標準3.000 ppm,Cu2+ 離子回收率達99.99 %。達到淨化銅廢液的效果,同時氧化還原過程中可產生電能,接上蓄電池,儲存產生之電力,其電壓1.575 V及電流3.05 mA。 利用上述的條件,製造出裝置模型,我們並利用塑膠桶及藥品瓶、橡皮塞、珍珠板、5組球閥、透明塑膠管、塑膠接管,製造本研究裝置模型。 裝置優點:半連續式多級操作、回收銅金屬、產生電力、淨化水質達法規之標準、製作成本低。