全國中小學科展

第三名

探囊取水-探討雙層膜水膠囊的製作方法、保存方法與各項測試

本研究針對製作水膠囊的方法做測試,突破Ooho的作法,建立最佳雙層膜水膠囊的製作模式,並歸納出製作雙層膜水膠囊的理想濃度為0.5~3.0%的海藻酸鈉水溶液與0.8%、1.0%的氯化鈣水溶液組合。如果浸泡在0.2%氯化鈣水溶液中並冷藏來保存10天,水分的流失率只有6.8%,且不易破裂。至於耐力測試,以1.0%的海藻酸鈉水溶液所製造出的雙層膜水膠囊在耐重力478.2 gw、耐拉力212 gw及耐摔力16.8 cm測試中表現最佳。囊膜分解觀察結果,囊膜面積經過30天,在空氣中可分解至僅剩3.7%,既不占空間又環保。至於水質測試,雙層膜水膠囊水的pH值、總硬度、TDS測試都符合飲用水質標準,大眾可以安心食用。最後飲料膠囊的成功開發,更可以提高大眾接受度,達到環保減塑目標。

甩尾颱風

所謂「甩尾颱風」我們定義颱風移動期間行進方向急轉超過90度,就稱為甩尾颱風也稱為大轉向颱風;為了探討西北太平洋颱風大轉向的原因,以及了解颱風大轉向期間的經緯度分佈與轉角大小、颱風強弱變化、轉向花費時間和季節的關聯性。我們找出56個符合的颱風(其中包含一個颱風不同時間點出現2~3次的大轉向),依序分類、再參考中央氣象局的天氣圖與歷年颱風調查報告等資料,分別做出各種歸納與整理、並且提出我們的想法和結論。

who「焦」軟殼蝦? 蛻殼與異性互動對螯蝦類焦慮行為之初探

前人研究證實電擊與同性競爭會造成螯蝦焦慮,不過這些研究沒有考量蛻殼週期的干擾,異性互動的研究也少見,因此本研究將探討蛻殼與異性互動對螯蝦互動行為與類焦慮行為的影響。我們以互動缸來觀察公、母螯蝦的互動行為,透過十字迷宮進行類焦慮行為評估,再以X光拍攝胃石判讀蛻殼週期。結果顯示,蛻殼期與間期的公、母螯蝦有不同的互動行為,蛻殼蝦和異性互動總量低,且有互動之蛻殼蝦所誘發的類焦慮行為較為明顯,顯示蛻殼與與互動都會造成螯蝦焦慮。螯蝦體型會影響拒絕行為,大螯蝦以推離為主,小蝦則迴避比例較高,類焦慮行為則沒有顯著差異。此外,大公蝦與小母蝦互動較容易交配,但體型差異、是否交配與類焦慮行為的關聯尚待進一步釐清。

尖角薊馬在不同寄主植物上的生活史特徵

本實驗建構實驗室飼養尖角薊馬的方法,並探討其與大花咸豐草的關係,發現其除蛹期在大花咸豐草花器上的比例低(7.7%)外,其產卵位置、幼蟲發育時期皆高度依賴大花咸豐草花器。且以大花咸豐草花器飼養之幼蟲期發育時間(3.793±0.144日)較以葉片飼養(6.125±0.295日)為短(P值<0.001),且蛹體長(0.998mm)較以葉片飼養(0.872mm)長(P值<0.001),可見其在大花咸豐草花器發育有絕對優勢。再加入番茄花器、葉片與甘藷葉片比較後發現番茄花器各項數值皆優於三種葉,且與大花咸豐草花器比較,除幼蟲期發育時間(4.412±0.364日)大於大花咸豐草花器外(P值<0.001),其他生活史特徵均無顯著差異,因此,我們認為尖角薊馬可以在番茄花器內發育,其在農業上的危害須審慎評估。

圓圓不絕

一、本研究探討在一個基圓註一的圓周上任取一點當作圓心,以不同半徑畫出旋轉圓註二,旋轉不同角度,旋轉角度θ註三=360°÷n,nϵN,且n≧3,探討旋轉圓之間的交點數、交點連線所產生的圖形及規律。 二、我們發現旋轉圓產生的交點數、交點連線所產生正多邊形數與旋轉圓的半徑R有關,詳見本作品說明書第23頁之研究結果一。 三、將和基圓圓心等距的交點連接起來會產生正多邊形,正多邊形的外接圓半徑公式有著對稱的關係。 四、利用簡單的道具可分別以平面和立體呈現圓與圓之間交點的情形,如下圖:

甜葡萄追緝令—自製非侵入式糖度篩選法

家庭餐桌上,妹妹總要吃最甜的葡萄,愛漂亮的姊姊只要微甜口感,罹患糖尿病的阿姨卻害怕吃到甜葡萄,面對衆多不同需求,我們思考:有沒有一種方法,可以迅速在清洗水果到端上餐桌過程中,就能直接分辨甜度並做出分級? 我們以不同品種葡萄為實驗對象,採持續加入溶質增加溶液密度方式,觀察其在水中沉浮變化,配合糖度計實測葡萄糖度,得到「葡萄越慢浮出,糖度越高」的結論,驗證「葡萄甜度與在逐漸增加密度溶液中的沉浮順序相關」之假設。 本研究提出經濟實用的自製非侵入式糖度篩選法,輕鬆為葡萄甜度分級,還可擴大應用於市場及醫院,讓民眾不必花大錢也能享受應用科學帶來的生活品質。並發想能朝構建糖度與密度資料庫,做為產業分級應用。

當渦們酮在一起-金狗毛蕨對渦蟲再生能力的探討

本研究在探討台灣金狗毛蕨萃取物對於渦蟲傷口再生的影響,中醫認為金狗毛蕨具有抗菌效果,因此本研究同時分析了其根莖與茸毛中的酮類和酚類成分含量,並測試了其抗氧化能力。研究發現: 1.50%乙醇萃取液,金狗毛蕨具有最高的總酚類化合物萃取量,且透過延長萃取時間至3小時,萃取量將提高。 2.其含有豐富的總類黃類化合物,特別是在50%乙醇或純水溶液萃取情況下。 3.95%乙醇或99%甲醇萃取的金狗毛蕨溶液,顯示出極佳的抗氧化能力。萃取液在稀釋至0.1%後,對渦蟲傷口的再生效果特別顯著,尤其是95%乙醇與99%甲醇萃取液。 4.渦蟲再生試驗主要觀察尾段長出眼點的時間,以95%乙醇萃取液以及99%甲醇萃取液的渦蟲再生效果最好,能夠明顯縮短眼點的再生時間。

粗糠「鋅」用途—以廢棄稻穀灰為主要原料製備氧化鋅結晶釉之研究

本研究文獻探討並將碾米後剩餘的稻殼灰為主要原料製備鋅結晶釉及實驗含稻殼灰之鋅結晶釉的各種變化並以溫度控制法,將美麗的矽酸鋅結晶體留下來,研究結果含50.66%稻殼灰釉式升至1240℃後,在40分鐘快速降至成核期在攝氏1120度,持溫1至7小時均能產生美麗的結晶。產生結晶的氧化鋅重量百分比為25%,若想追求藝術上的美感,氧化鋅重量百分比可在26~30%為佳。結晶成核時期的持溫時數,與結晶核數量及結晶最大粒徑成正比。鋅結晶生成燒製須以氧化的氣氛燒製,還原燒的火焰及缺氧狀態會干擾結晶生成。含50.66%稻殼灰之釉製成建築磁磚用釉在硬度及耐酸鹼測試均滿足台灣CNS磁磚品質規定,使用廢棄稻殼灰為主要原料製備氧化鋅結晶釉可大幅減少釉用原料成本。

瓦斯爐節能熱水器

第一代版的瓦斯爐節能熱水器製作是在爐架外圈包一層薄的銅片,增加熱收集面積,銲接銅管環繞外圍通水循環收集熱能,二代瓦斯爐節能熱水器製作的水路是在設計在瓦斯爐節能熱水器裡面,熱收集面積效率更佳,水道收集四面八方熱量,這樣產出的熱水溫度比一代高。我們將瓦斯爐節能熱水器做成內凹式斜面,這樣火到鍋底時會在將熱能反射到瓦斯爐節能熱水器斜面,讓熱能更集中在鍋底且防風效果佳。 系統功能方面,當瓦斯爐開火後,「瓦斯爐節能熱水器」溫度感測器偵測到溫度上升時,水循環便開始啟動回收熱量。設有水位偵測器,當儲水桶內水量有變化時,顯示介面的水位指示燈會顯示訊息。熱水管路有加裝洩壓閥保護,避免壓力過高造成危險。使用者也可以透過手機APP 監控系統情況。

漆步之遙

本作品研究了遊戲Cube中正四面體的滾動特性、色漆位置及最少步數解,並將三角網格轉換為方形網格,同時推廣至整個平面且為方形網格定義坐標。由於遊戲中考慮「回黏」時將較複雜,故作品前半部分先在不回黏的情況下做討論,並為了計算解題之「最短路徑長」,先求出任兩方格間「距離」,再將各方格間距離整理為表格,藉表格中行、列位置關係得出計算最短路徑長之公式。 而作品書後半段說明當考慮回黏時的情況,並因過程中需要求出任兩方格間滾動路徑上會經過A,B,C,D之個數,最後分析正四面體身上帶有色漆時對移動步數之影響。由於上述所有公式統整後非常繁複,故我們另借助Python將之統整並計算出回黏之最短路徑長。