全國中小學科展

第三名

矽藻的構造與運動之謎

有海洋珠寶之稱的矽藻( Diatom),長久以來即以它那華麗的外殼吸引許多人的注意,但我們卻被它的另一種能力所迷惑,它們沒有偽足、纖毛、鞭毛等單細胞生物的運動器官,卻能在水中運動,到底是什麼緣故呢?

自製高功率的廢鋁燃料電池

我們剪下廢鋁罐碎片與硫酸銅廢液進行氧化還原反應,使重金屬離子Cu2+被鋁還原出金屬銅,即可過濾將固形物集中減廢處理。我們也利用廢鋁罐、廢鐵罐自製出第一代注射針筒式、第二代布丁盒式,發展到第三代果凍杯式的廢鋁鐵電池,雖可當成微形電解電鍍的電源,但要讓LED燈亮或風扇轉動卻很困難。我們接著製作廢鋁空氣燃料電池,過程並不順利,一直到找到了只讓氧氣通過而阻絕水穿透的石墨薄膜,才突破製造燃料電池的瓶頸,製作出具有價值且高功率的實用電池。我們還突破性的發現,以氯化鈉為電解液的鋁燃料電池放電後的分層膠狀物有類似鉀鋁礬膠體功能,其與硫酸銅溶液以2:1體積比的比例,可濾除銅離子,而達到以廢減廢的目的。

直線疊紋的聯想

中國時報69.10.13刊登了一篇有關疊紋的報導。如左下圖所示係兩張同心輻射線交疊,便產生了新的紋路,謂之疊紋。這美妙的幾何圖案引發了我們研究直線疊紋的動機。(因為那時我們正學到平面上的直線方程式。我們用印有等問隔平行條紋的筆記本紙由復印機製成膠片(經過縮小)。兩者以0 角交疊,圖從略,結果看到有一群特別明亮的紋件產生,這就是直線的疊紋,我們稱他為亮帶,當0 角改變時,亮帶的位置及間隔距離也跟著改變,仔細觀察,我們發現亮帶經過兩群平行線的所有交點,於是,我們想將座標幾何學以致用,希望能利用法式求出亮帶的問隔距離,這是本文最主要的目的。

有趣的遊戲~比一比誰大

我到荷花池旁玩時,老愛捧水往荷葉上潑,看一粒粒透明的水珠在荷葉上滾來滾去,真好玩。但為什麼會有這麼奇妙的現象呢?有一次我逮著了機會請教老師,老師回答說這是由於表面張力的關係,同時也介紹我看一些有關表面張力的書,我愈看愈覺有趣,便決心好好研究這個問題。

冷凍微膠技術在雙叉乳桿菌的應用

雙叉乳桿菌被證實具有抗癌,抗腫瘤甚至有效延長 AIDS 病人的壽命,且能養顏美容在本世紀被譽為「長春不老的靈丹」。然而雙叉乳桿菌是屬於嬰兒腸道內特有的益菌,是一種厭氧菌,在有氧條件下易受氧的傷害,另外易遭受人體胃酸及膽鹽之破壞,所以為了讓其有效在人體腸道內生存,必須尋求有效的解決方法。

環保寵物~祈禱蟲螳螂篇

從螳螂對農業的貢獻看來,它可以稱得上是一種「環保昆蟲」。為了解決飼養箱不夠的問題,我們利用回收物自製環保飼養箱,箱體應設計:通風口、可供螳螂攀爬的物件、置入食物及清理廢棄物的開口。我們設計出來的飼養箱具有省錢、容易觀察螳螂行為、攜帶及管理方便等優點。 運用螳螂除菜蟲的效果不差,母的寬腹螳螂一天最多吃17隻菜蟲;母的枯葉大刀每天食量也很驚人,最高紀錄當天吃完7隻紋白蝶後又繼續吃了5隻紅姬緣椿象。因此飼養螳螂當寵物,可以做為校園及社區生物防治的活教材。 文獻記載螳螂是肉食性只吃活的東西,但我們的研究發現,在活體缺乏的狀況下,利用餵養的方式,螳螂也吃泡軟的狗飼料,甚至質地較軟的水果牠也吃,短暫解決活餌缺乏的問題。

遠離“干擾”與 “飄浮”─汽車擾流板之探討

學校的停車場停了十幾輛的轎車,其中有幾輛轎車的後車廂蓋上多裝上一片顏色和車子一樣的橫桿,我覺得很奇怪,請教老師,老師說這個東西叫做擾流板,它可以減少氣流對行駛中的車尾的干擾力量,也可以使行駛中的車子更為下沈,我聽了以後滿腹的疑問:流經車體的氣流怎會對車尾有干擾的力量呢?擾流板真能減少干擾的力量嗎?還有擾流板真能使行駛中的車體更下沈嗎?如果可以,那麼,怎樣安排方式的擾流板,才是最有效果呢?多寬?多高?什麼角度?什麼位置最恰當呢?為解決這些疑問,我們在老師的指導下,做了這一個研究。

磁控!! 布丁的吸水敏感性

本實驗針對布丁的吸水敏感性進行探討,並加入交聯劑改良布丁的穩定性。實驗發現布丁的吸水行為對於環境變化具高敏感性:交聯濃度越高,其吸水率越低;溶液越酸或越鹼,其吸水率越高;磁場強度越強,其吸水率有減小的趨勢。我們先後以「重量增加率」→「溶質滲透率」→「溶質釋放率」曲線討論布丁的吸水模型,並以水合離子團解釋布丁、離子與磁場的交互作用。由於布丁具有「可調控」的吸水性質,因此可以藉由酸鹼值或外加磁場的變化,達到特定區域、特定時間釋放溶質的目的,應用於肥料施放、藥物膠囊、痠痛貼布等,能增加溶質釋放的精確性與使用效率。

遠洋船舶淡水製造機造水原理之研究

水資源匱乏的問題已被世界各國所重視,面臨缺水的危機,開發水資源成為共同努力的方向,其中海水淡化是最具前瞻性與發展性措施之一。另外,長期海上作業的遠洋船舶,若具備淡水製造能力,將能提高船舶的續航里程。因此,本研究針對遠洋船舶淡水製造機所用之真空蒸餾法( 0.4atm 至 0.05atm),對其造水因素之真空壓力、沸點溫度、冷卻水溫度、海水含鹽量等進行實驗觀測,旨在尋求最佳造水操作條件及熱效率,以提供淡水製造機設計、製造及操作之參考。實驗結果顯示,最適宜之真空海水淡化條件為真空壓力=0.2atm、溫度=65(℃)、造水率=1320(ml)/仟瓦×小時、最佳熱效率=51.2(%),所造之淡水含鹽度在 220ppm 以內,符合國家淡水標準(含鹽度 250ppm),此操作條件可避免鍋垢之產生。

睡針床

我曾經在電視上看過睡針床的表演很是懷疑。一個人躺在針床上,並且在人的腹部上放一把椅子,教一位女子爬上椅子上跳舞,難道尖銳的針不角刺破他的皮膚嗎?如終想不出所以然,這是我想探究的問題,於果請教師指導開始研究它。