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第三名

食物中明礬的簡易測定研究

我們測試出明礬在鹼性環境下產生白色絮狀沉澱。只要利用調配好的NH4Cl-NH4OH溶液加上茜素紅色素,便能經由顏色變化(紫→紅)快速的檢測出來。連肉眼都無法辨識出白色沉澱的狀態,只要一滴加茜素紅色素,就能馬上判斷這食物中是否含有明礬存在。後續建立一個標準圖表,只要拿到一個未知濃度的樣品滴加茜素紅色素,然後對照標準圖表便能推定出明礬的濃度。這樣以簡易的測量方法,讓我們可以在國中的實驗室中,以幾百元打造出來的設備,輕易測出食品中明礬添加物是否過量,也能對我們面臨的食安問題多了一層把關。而且實驗測試能檢測明礬達到0.0005M的濃度。由這樣的試劑組合,能將明礬檢測靈敏度提高到法令規定的22倍以上。

能顯微的彈珠?!

一天,在把玩彈珠時,發現──從它往外看,彷彿置身於另一世界:近物大且成正像,遠物清晰成倒像。於是我們展開研究,好一探其中的奧秘。

「粽」望所歸,「月」葉最美

月桃在台灣全島都有分布,葉子就是以前人的「塑膠袋」,拿它裝東西再用繩子捆起來,端午節人們會利用葉子包粽子。為了驗證月桃具有抗氧化、抗菌的功能,實驗設計以碘滴定法來檢測抗氧化力。我們蒐集比較坊間四種粽葉:乾竹葉、新鮮竹葉、月桃葉、野薑花葉,在現打汁液中,月桃葉的抗氧化力最好;加熱、新鮮度、烹煮時的調味料也會影響月桃的抗氧化力;月桃的葉子部位抗氧化力最佳;月桃葉汁可防止蘋果褐變;利用月桃葉汁加入洋菜凍,能延長洋菜凍的保存時間,具有抗菌效果,所以使用月桃葉包的粽子,優於其他粽葉。最後我們用月桃葉汁製作抗氧化護手霜,不但觸感細緻,吸收、保濕、滋潤都不錯,使用後不僅不會造成過敏,還有淡淡的月桃香。

微型壓電陶瓷散熱模組設計與應用之探討

本研究創新設計微型壓電葉扇散熱模組,並系統化以實物量測及模擬分析探討壓電葉扇物性及優化結構設計,達積體電路元件散熱應用。首先改進研究文獻中既有單葉壓電薄片振動散熱,設計雙片型壓電葉扇,以張合振動形成小型噴流式散熱。繼而設計壓電葉扇結合特殊導引散熱夾層,以金屬片傳導元件熱能至夾層空間,配合壓電葉扇驅動氣流致冷,達散熱效能。 實驗測試結果,與相同散熱能力軸流風扇比較,雙片型壓電葉扇耗電功率減低為2.3%,散熱空間減小為30%;優化微型壓電散熱模組,耗電功率減低為4.5%,散熱空間減小為13%,並較既有單葉壓電風扇散熱能力提升至311%,且具有在小空間導引熱氣散逸能力,可作為3C器件散熱之應用。

花蓮的難堤-南濱離岸堤養灘效果之探討

受花蓮港東堤擴建後的突堤效應影響,花蓮北濱及南濱海岸的侵蝕現象十分顯著。為此,第九河川局增設了許多維持灘線的設施。本研究以等比例縮小仿造花蓮港鄰近區域進行實驗,發現花蓮港外海的波浪受到花蓮港東堤影響產生繞射現象,使南濱海岸受侵蝕的情形大於北濱海岸。因此,本研究主要針對南濱海岸離岸堤的建造對減緩南濱海岸侵蝕效果進行實驗。在我們的實驗中,我們發現離岸堤對於減緩海岸侵蝕情形有相當大的幫助。本研究另外改變離岸堤的擺設方式,試圖找出離岸堤對於減緩海岸侵蝕最佳的方法。我們的初步實驗結果顯示,當離岸堤與海岸向北夾135度以及排成 ︿ 型時,具有良好的抗侵蝕效果。

可調式虎鉗之研究

使用虎鉗是機械加工最普遍的夾持方式,但其加工精度也會受到虎鉗本身精度的影響。 我們利用便宜的小虎鉗修改,改善現有虎鉗夾持翹起的缺失。首先研擬製作方向,透過力學上的分析,得到當螺桿高度與固定鉗口受力中心成一直線時,活動鉗口就沒有旋轉力,夾持的精密度就會較好,進而設計出可調式虎鉗。先利用電腦繪出設計圖,接著3D列印打樣,反覆修改。後經材料強度分析,試算確定可以承受鑽孔的切削力。再經車床、銑床、鉗工、銲接等製作組裝。 本產品在ψ10mm鑽孔測試中,是平順且無抖動。夾持實驗中,一般小虎鉗上層平均上翹 0.36mm,精密小虎鉗是0.04mm,而本產品僅為 0.03mm,同時並進一步做夾持力實驗。對一般常使用的上層夾持者來說,本產品是便宜又兼具精度。

校中法的革新與校中裝具之設計與應用

由於家裡的抽水馬達,每在深夜發出堅硬的摩擦聲,影響作功課的效率與睡眠,家裡請人修理幾次,結果也不理想,請教師長後,認為可能中線末校準、因此決定研究改善。

曲折動盪中的秩序

在鐵尺的彎曲實驗中,我們發現與既有小角度彎曲文獻不同的結論,並找出大小角度都適用的通式。 我們先確認使鐵尺彎曲之有效分力與受力尺面呈90度角。我們最後得出其力(f)、彎曲程度(端點與原處的垂直位移h、端點切線之角變量θ)、尺長(L)在線密度、粗細不變下滿足h ∝θL和 f∝hL-3.02。 我們觀察鐵尺拉開一定振幅後釋放的振盪狀況,並探究振幅衰減的情形,最終我們得知振幅衰減方程式A=A0e-γt中的γ與L的關係為1.67次方成反比,且與初始振幅無關。 我們更進一步地研究當兩隻尺中有中介物質時能量交換所產生之耦合現象,而我們發現一個振盪週期內包含著數個耦合週期,與一般弱耦合模型相反。

高潮線上過生活—北台灣沙岸生態系能量流動的解析

課本上學到生態系的內容時 ,都是標準的擁有生產者的生態系,但對於沙岸生態系的潮汐變動與缺乏生產者下生態系統如何建立則罕見有人探討。本研究挑選北台灣海岸兩處地型,進行高潮線上有機碎屑的調查,並利用目視採集法、空拍攝影法、掉落式陷阱法及錄影記事法來解析沙岸生態系的生態關係,且用辛普森生物多樣性指數計算沙岸生態系的生物多樣性。研究結果顯示,沙岸生態系的能量來源多來自海浪沖上岸的有機碎屑,而有機碎屑也多是來自陸域生態系,洋流則亦會影響有機碎屑的組成,且防風林以及河口左右岸都不會顯著影響沙岸生態系的生物多樣性。本研究初步建構沙岸生態系食物鏈和食物網的組成,並為生態學研究的缺口,盡一份拼貼大自然全貌的心意。

紅樹林不是我的家-紅樹林變遷對底棲蟹類的影響

本研究在探討挖仔尾自然保留區紅樹林變遷對於底棲蟹類的影響,如果不受到干擾時,潮間帶生物分布會依據土質特性與潮間帶高低呈現有順序的分布。影響潮間帶底棲生物分布因子有土質、潮間帶高低、紅樹林,其中以紅樹林影響最大,紅樹林的變遷會影響底棲蟹類的種類與分布。底棲蟹類生物的辛普森指數在紅樹林多樣性(0.21~0.50)較低,一般潮間帶(0.65~0.78)較高。另外紅樹林與一般潮間帶的土壤pH值,沙泥百分比、照光度、地表溫度、底泥溫度差異很大,棲地特性完全不同,所以在不是紅樹林生長的地區種植紅樹林,會嚴重影響底棲蟹類與分布,建議種植紅樹林前,應先評估其對於底棲蟹類的影響,以免影響原有的蟹類與生態系統。