全國中小學科展

依全國中小學科展屆次查詢

依相關評語查詢

第三名

夏綠蒂2D和3D的世界

泉字雲斑蛛及肩斑銀腹蛛都常在向光面、植株頂端和建築角落結網,結網過程則都是由框架(障礙網)→縱絲→橫絲,但因泉字雲斑蛛的網是圓錐網;肩斑銀腹蛛則是平面網,故泉字雲斑蛛結網所花費的時間較長,而五種蛛絲的拉力及粗細皆以泉字雲斑蛛的障礙網最大,肩斑銀腹蛛的橫絲最小。兩蛛的棲息位置為網頂及網眼,皆可以最短距離、時間到達網上任意點。捕獵時,若獵物體型較小,則不一定會纏繞,但都會將其壓縮成圓形,並在吸食後丟離。肩斑銀腹蛛被雨滴、異物、震動干擾時,反應比例並不高,且會出現感覺疲勞,而泉字雲斑蛛受干擾時的反應比例較高,但移動距離較小,且較不易出現感覺疲勞的情形。

牛奶河之謎─以自製Arduino測量裝置檢測硫酸鈣膠體乳光效應與環境因子關係並對照大氣水文數據之分析與探討

2018/03/21新聞報導高雄市三民區明誠橋的愛河變成了牛奶河,引發官方「自然現象」與民眾「工業汙染」的爭論。本研究分析相關報導內容及文獻資料,針對硫酸鈣溶液的溶解度(沉積)、鹽水、膠體溶液、乳光效應與溫度之關係,運用Arduino電路板及電子元件設計實驗裝置,編寫軟體程式計算訊號資料,另實地踏查變色河段,採集河水進行檢測,彙整變色河段工業汙染情形,比對實驗結果與大氣水文數據。 研究結果顯示牛奶河屬感潮河段,成因與河水中的硫酸鈣、海水(鹽度)及膠體溶液有明顯關係,而突然降水帶來汙染物(懸浮物)增加,以及環境溫度突然變化(20℃至30℃硫酸鈣溶液乳光效應變化最為明顯)是主要影響成因,此外;研究分析發現河水變色與潮汐變化無明顯關係。

「鈣」有「旋」機

本研究探討酒石酸與鈣離子反應在不同環境下造成溶液旋光度改變的情形。首先,我們先利用雷射光、玻璃偏光片、電路板、顯示器(顯示電壓)製作簡易旋光儀器,經測定後能呈現線性關係,證明本儀器的可行性。為了避免沉澱物干擾自製旋光儀的測量,我們採用極微量濃度進行反應。在極微量濃度下,不具旋光性的微粒晶核不會造成溶液旋光值改變,而酒石酸鈣微粒晶核形成時,則會造成溶液旋光值變化。形成酒石酸鈣晶核的過程中,不同條件下會產生(+)旋光性及(-)旋光性的情形。在雷射筆照射下產生廷得耳效應,顯示晶核形成前期應屬於奈米顆粒。最後,我們在反應過程中,利用硫酸鈉移去鈣離子後,能得到一個穩定不變(-)旋光性的溶液。

有『跡』可『循』

近年來由於自動控制與通訊技術的突破,使得無人自走車的導引系統從傳統的軌道式、磁導式進步到視覺影像系統,讓無人自走車的應用範圍更廣、功能更多。在自動化工廠中無人自走車是最常見的配備,且在自動倉庫系統中亦必備的伙伴。無人自走車如何在既定的路徑行走且不偏離路徑其最重要的是路徑判別的控制方法。為了改善循線時的不平順感,並減少偏移量的增加,故希望能夠對於現今的自走車做更進一步的改良。為了提升自走車之多功能性以及增強其機體運作準確度,本研究設計一輛採用光敏電阻循跡自走車並探討光敏電阻數目與演算法不同之差異。實驗結果顯示Z字型跑法有較佳之穩地定度,比例控制循跡法雖然穩定度沒那麼高但相對的有著較佳之速度。

金針菇下腳料與PVA之細胞修復膜研發

本研究應用金針菇子實體與下腳料萃取多醣,進行DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)自由基清除率、總酚含量與還原力等檢測,以確定金針菇萃取物具有良好抗氧化能力。再依不同比例的多醣與PVA(polyvinyl alcohol)製成¬¬¬¬混合纖維膜,進行FTIR(fourier transform infrared spectroscopy)和酚硫酸方法檢測,以確定纖維膜上含有金針菇多醣。然後進一步用OM(optical microscopes)和SEM(scanning electron microscopes)觀察纖維膜之纖維直徑分布及排列構造,發現PVA和多醣比例為9:1、7:3、5:5製成的纖維膜,其纖維直徑皆為奈米等級,且多醣比例愈高,纖維直徑愈小、分布愈緻密。最後,進行拉伸實驗以測試混合纖維膜是否具備良好的彈性。初步研究結果顯示,應用農業廢棄物金針菇下腳料與PVA製成¬¬¬¬之混合纖維膜,其基本特性皆有不俗之表現,達到本研究的目的,既可廢物利用且是實用的醫美產品。

環管共舞-橡皮筋於管柱落下的運動研究

橡皮筋於PVC管落下時,會因為與PVC管接觸而產生碰撞及摩擦,開始造成橡皮筋不規則旋轉,橡皮筋至一段時間後會進入規律運動,整體落下運動會趨於等速運動。本研究以有橡皮筋無貼緊、落下方位角、PVC管管徑、PVC管斜度等因素,探討橡皮筋在旋轉過程中的差異,並拍攝過程影片,藉由Tracker、Inkscape等軟體分析,去探討旋轉圈數、橡皮筋落下速率、橡皮筋運動過程等變化,並記錄橡皮筋運動軌跡,分析整體及單一參考點的運動方式。

防「溢」國家隊-自製防溢器對防溢成效之研究

煮麵線或豆漿泡泡會溢出,本研究開發防溢器並探討最佳防溢成效的構造條件(專利第M609591號)。防溢器消泡作用為「泡泡從鍋底上升會撞到防溢器內部上壁或摩擦到上洞邊緣,造成泡泡破裂,使泡泡總量減量,故液面水位降低」。第一年於器材無法自製,此次第二年採用客製陶器,實驗有:上洞總面積、側洞數、防溢器高度、防溢器大小、不同水量、不同火力。結論為:防溢器防溢成效關鍵在「上洞比例6.3%~22.6%之間」、「上蓋表面積要大」、「高度要高」,製作的陶製防溢器中以A款(p.9)上洞比例在14.3%、4側洞、高度4cm的防溢器,是目前最佳的防溢器,可降低液面4.27cm;而且在中高水量及大火情況下防溢效果越明顯。實際應用在煮豆漿,確實可延緩溢出。

從夢時代挖出的寶藏

看見去年大哥哥研究的題目:「挖!挖!挖!挖出夢的時代」時,覺得有些美中不足,所以今年我們想從去年大哥哥挖的泥砂中,知道這些化石中的秘密及故事。 在觀察中,發現斧足綱較腹足鋼多了許多,我們認為這裡是砂質基底環境,除此之外並發現這裡有牡蠣、藤壺、海膽、分支形的苔蘚蟲,可以知道這裡是一個環境乾淨,有清澈的海水,流水慢,適合生物生長。 我們也發現這裡有好多微小的貝殼化石,代表貝類在幼體時大量死亡,因此推測當年可能受到生存環境的深淺變化,或氣溫冷熱變化劇烈,或水質清澈程度變化,或海進帶來的細顆粒泥砂快速沈積的影響等。 這次的實驗雖然很辛苦,但是大家都樂在其中,也從中學習到很多事情,很高興能參與這次的研究。

改頭換面? 改頭換面!

本研究探討並推廣「改頭換面」的移位遊戲 一、2n型 (一) 在原來遊戲只有二列的情況,最少的移動步數為2n+1 *n是直行數 (二) 將棋子由符號變成數字,發現各列的編號在移動後的順序不變時,最少步數為3n 二、3n型 (一) 3n向上輪換型 1. 最少步數為4n+3,順序不變則最少步數為4n+4 (二) 3n向下輪換型 1. 最少步數為4n+5,順序不變則最少步數為4n+6 (三) 3n上下列交換型 1. 最少步數為6n+1,順序不變則最少步數為7n 三、mn型 (一) mn向上輪換型 1. mn向上輪換型最少步數一般公式為2(m-1)n+2m-3 2.順序不變時一般公式為2(m-1)n+2m-2 (二) mn向下輪換型 1. mn向下輪換型最少步數一般公式為2(m-1)n+2m-1 2.順序不變時一般公式為2(m-1)n+2m (三) mn上下列交換型 mn上下列交換型在m>3時,最少步數一般公式為2(2m-3)n+2(m-3)

調控奈米普魯士藍顆粒尺寸提升二次電池充放電效率

本實驗以共沉澱法製作普魯士藍奈米顆粒,以調控沉澱溶液的溫度在25、50、70、85℃,分別成功製作出平均直徑為26、32、38、62 nm的Na-FeFe普魯士藍顆粒粉體。以GSAS結構分析程式擬合X光繞射譜圖,指出晶體結構為立方體,且提高共沉殿溶液溫度可以提高Na含量,減少H2O佔據孔洞。由反傅立葉轉換獲得電子分布圖,顯示與與C鍵結Fe的電子密度低約15%,其電子組態為C-FeIII及N-FeII,C-FeIII較容易進行還原反應。組裝成二次電池,顯示32nm及38nm普魯士藍為陰極的電池,C-FeIII及N-FeII,均可以進行氧化還原反應,其電容量較高且充放電衰退率較低。