全國中小學科展

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第三名

蛋白質得來塑

本研究探討以高分子蛋白質做為天然塑膠材料的可行性與差異性。主要探討不同來源蛋白質塑膠的萃取、性質與應用。蛋白質來源包含奶類的牛奶、羊奶等「酪蛋白」;豆類中的黃豆、黑豆等「大豆球蛋白」;蛋類中的雞蛋、鴨蛋等「卵白蛋白」。利用酸劑凝聚沉降的原理來萃取蛋白質。首先探討不同來源蛋白質的最佳萃取條件,包括溫度、加酸的比例、酸的種類和 pH值。以自製透光度儀器判讀過濾液澄清度、過濾速度做為萃取成效的指標。結果發現不同來源蛋白質的最佳凝析溫度和酸鹼值不同、特性也不同。再以自製測量工具與3D列印鑄模,測試各種膠體固化前和固化的特性。最後依據各種膠體的特性,研發不同的用途,例如黏土、桌遊、積木、容器、薄膜等塑膠製品。

美輪美奐

這學期我們參加自然科學組的分組活動,十月份的研討主題是水土保持。有一天,老師帶我們去參觀木柵貓空水土保持戶外教室,在沿路的兩旁,我們發現有不同的山坡地不同的處理方式。其中有一處是「格樑植生護坡」,它是在坡地上興建鋼筋水泥格樑,再植入草花來整治山坡地。我們想,是不是還有其他方法可以作好水土保持的工作呢? 後來在學校旁,看到人行道上有人利用廢輪胎種植花木。我們想到是不是可以用廢輪胎當作格樑來種植草木維護土地資源?所以在老師的指導下我們開始收集資料,進行實驗。

室內風箏

本研究旨在探討室內風箏的飛行特性以及製作。研究過程是將風箏以一個自製的「風箏飛行器」拉動風箏,並利用 DV 攝影機拍攝飛行過程,再將所得的影片匯入電腦後進行整理及各種分析工作。我們進行三個研究,分別是不同材質、不同面積、及尾翼數變化對風箏飛行高度及穩定度的影響。我們設計了一套實驗方法,即自製「風箏飛行器」及 DV 攝影方式讓我們可以將風箏飛行過程由影片轉換為數據資料,依此進行分析與研究工作。穩定度係以標準偏差(Standard Deviation)來表示。研究結果發現:一、研究一顯示,風箏材料質地要柔軟,容易產生形變包住氣流,穩定度較高。具有透氣性的材質,風箏的穩定度亦較大。而材質質量較小,則風箏可飛得較高。二、研究二顯示,風箏的面積愈小,飛得愈不穩定。而風箏面積大小與飛行高度沒有絕對關係,風箏的面積密度和飛行高度則有絕大部分的影響。三、在研究三中,發現風箏加上尾翼後穩定度會有所提升,但是高度並沒有明顯的改變。

現代女媧──岩石圈的模擬

週未團體活動,老師帶我們到校外採集岩石標本,當我們帶著各式各樣石頭回學校比照標本時,發現岩石分為幾大類,不是沈積岩就是變質岩或火成岩,不然就是造岩礦物。我們查閱了些岩石的書籍,發現岩石好比植物的光合作用,是個循環的過程。書上又說:沒有人能看到整個岩石的自然循環,因為一個岩石的製造和分解需要不止千萬年。於是我們向老師提議來模擬岩石的循環,以下是我們整個模擬過程和觀察的結果。

決戰一瞬間~Romseygame的推廣

本研究在探討Ramseygame所蘊藏的數學原理。探究「一個m點之完全圖,若使用n種顏色將線條著色,則使其“必能”圍成同色三角形之最小m值為何」。研究發現,隨著完全圖點數的增加,遊戲的玩法蘊含著特定規律與「數學歸納法」的精神。此外,若將使用的“顏色個數”所對應之“完全圖點數”之最小值以數列表示,研究發現數列各項間存在著“遞迴關係式”,並進一步推導出其「一般項」。然而,若改變遊戲規則,探討「一個m個點之完全圖,若使用n種顏色,二人可輪流任意使用將線條著色,則使其能夠形成一個完全由異色n邊形所組成的n值為何?」。而研究發現可進而發展成一種好玩的新遊戲。透過此研究發現,遊戲不僅可以解釋生活問題,亦可應用於實際生活上。如:車線規劃、運輸…等,十分有趣。

甲基藍之光催化分解動力學研究

在實驗中,我們利用光催化分解有機污染物,並探討其中的反應速率。以紫外光、氧氣及觸媒-二氧化鈦,對甲基藍進行一連串的光催化反應,並設計了四種變因,分別探討反應時間、甲基藍初濃度、二氧化鈦表面積和紫外光波長對反應速率的影響。最後再利用分光光度儀,測量反應後的吸收度,用比爾定律換算出反應後甲基藍的濃度,進行實驗的討論分析。 \r 由實驗得知,隨著反應時間的增加,甲基藍的濃度逐漸減少,但反應的速率卻也逐漸減緩。若反應物的濃度增加,造成碰撞的頻率增加,導致反應速率亦增加。因此反應為非勻相催化,甲基藍需吸附於光觸媒表面較容易進行光催化反應,因此觸媒表面積大小會影響光催化反應速率。若照射光子能量超越能帶差,光粒子數增加,反應速率亦會增加。 \r 綜合實驗結果及數據,因而推導出甲基藍的反應速率定律式: \r r = k [ MB ]0.15~0.30(ATiO2)1.7~1.9

會呼吸的鐵鏽

隨著實驗方法的改良可以發現,當鋼棉處在酸性環境時,會先和氧氣與水反應產生氫氧化亞鐵和氫氣,造成水位3、5分鐘內急速上升,約50分後,水位不但降至最低點,還會不斷冒出氣泡,這氣泡就是氫氣。經過我們改良的實驗方法,不但可以在兩節課內看見水位上升、下降,放置約一星期後,還可看見水位再上升。氣球實驗的部分也可以看到先扁掉、後膨脹,之後又再扁掉。我們的實驗方法可以明確的證明出,鋼棉遇酸性環境時,會先消耗氧氣、產生氫氣、再消耗空氣,與理論相吻合,就像植物吸二氧化碳吐出氧氣一樣,這就是我們所說的鐵鏽也會呼吸喔!

互質製造機

欲找一多項式Axi+1,能使相異之n 個數,經由此多項式之運算,產生兩兩互質的數,則能夠符合上述條件之A 值的數,為此n 個數中,兩兩數之差的最小公倍數。 舉例來說,4、6、12 三個數中,兩兩數之差為2、6、8,而2、6、8 之最小公倍數為24,則找到一多項式為24xi +1。此時4、6、12 經由多項式24xi+1 運算後得到97 (1×97)、145(5×29)、289(17×17),很顯然的,97、145、289 此三個數兩兩互質。

奇妙的螞蟻

在屋內及屋外,常有許多媽蟻爬來爬去搬運食物,有一回,我心血來潮的拿水去灌蟻巢。不久後,有許多螞蟻咬著卵和幼蟲,從巢中跑了出來,我看到這種情形,就開始對螞蟻起了好奇心,想揭開螞蟻的秘密,於是展開了一連串的實驗和觀察研究。

馬齒牡丹真的紅顏薄命嗎?

不知從何時,我們竟然一到校一定先到花圃望一眼馬齒牡丹,欣賞它秀麗的花容,頓時身心舒暢,可是到了下午,馬齒牡丹卻紛紛合上眼凋謝了。不禁納悶:它真的紅顏薄命嗎?是什麼原因?欲揭開謎底,就得研究它,所以我們分工合作的種植、找資料、觀察、實驗。