全國中小學科展

第一名

火災逃生指引系統

在台灣公共場合快速成長下,例如:大賣場、百貨公司、展覽會場、ktv...等,裡面都有很多複雜的隔間,在消防設施妥為完善下,還是聽到有人葬身在火場中,為什麼有這樣一等一的消防設施下還是有人不能安全的逃離火場?大多數,火場中的人都因為慌張或是不熟悉出口方向而找不到出口,因為如此已經將大部分的時間花在尋找出口上,在火場的時間越久生存機率就大大的降低,火場裡有很多的致命因素,例如:高溫空氣、毒氣、濃煙...等。所以每一分每一秒都不能浪費。在火場中濃煙會遮蔽我們的視線,為了解決這問題我們利用聲音來導引我們的逃生路線,但是礙於模型大小有所限制之下,我們將聲音的部分另外在做一個模型。逃生路線的設計是以遠離火場為目標,一來可以遠離那些致命因素,二來可以不讓逃生者在一次靠近火場。如果火警發生在大型公共場合之中,一定會有很多的逃生者,所以要疏散逃生才可以節省時間,就不必花很多時間擠在同一出口,有時候有些傷亡是被踐踏而死的,顧慮到這點,系統是可以分散人群往不同的逃生出口去逃生,避免逃生者互相推擠造成部分逃生者被踐踏而死。

海洋牧場-節能潔能海水電池的探討

巨大浩瀚的海洋占地球表面的 70.8%,它的資源相當豐富,在人類尋求無污染且永續的天然能源之際,海洋已成為能源研究的重要對象,所以我們希望能夠利用海水當電解質和環保可再利用的導電體鋁及備長炭來做發電電池。我們從各種水溶液的導電現象,發現海水竟然能起動馬達讓風扇快速的轉動,並能讓發光二極體的燈亮起來。電解質濃度及溫度越高,產生的電流越強;從各種金屬礦物的導電實驗,發現備長炭和鋁在海水中產生的電流強;不但可以回收再使用也不會污染環境。它是一種貯備電池,即電池貯存時不直接接觸電解液,直到電池使用時,才加入電解液。我們自製的「手提海水電池」是將化學能轉換成電能的裝置,有良好的導電物質與電解液,可以產生效率高的能量和環保的替代能源,提供給海上的交通工具、岸邊的居民、日常小家電的使用。

中文電腦數學科輔助教具設計

1983年「時代週刊」選「電腦」為風雲人物,教育部也不遺餘力地推展「資訊教育」,可是放眼至今,中文教育電腦軟體實在缺乏,看著中學生擁著電腦玩電動玩具,日益沈迷,不知電體何用,身為教師的我,遂想憑著個人對電腦的能力及教學經驗,以(1)操作簡單(2)說明簡潔(3)誘導練習(4)配合教科本等原則,設計二套中文電腦數學教學輭體,在此次科展展出,以聽取各方的意見及指教。

多氯聯苯對小雞之毒害及病理解剖之研究

1979 年春天,多氯聯苯(polychlorinated biphenyls , 簡稱 PCB )中毒事件,經報紙披露後,立刻掀起了軒然大波。多數人除同情那些受害者外,也擔心自己啊成為多氯聯苯侵害的下一個目標。我們實在有必要去了解 PCB 之特性。

機械手臂交握模擬智慧化工具機自動進料

本作品係針對工廠各式設備、加工機等夾持工件時需要人工作業,會有危險及低效率的缺失。因此設計兩部機械手臂交握(Handshake)模擬機械手臂與各式加工機械設備交換工件的功能,同時具有增進工作效率及兼顧安全之優點。 使用電腦設計製圖軟體Inventor設計多軸式機械手臂,以電腦做動作模擬分析。 以AutoCAD檔案運用雷射切割壓克力做成手臂零件,也使用3D建模轉STL檔案以3D列印零件加上伺服馬達組裝做成機械手臂。運用Arduino控制馬達,寫成手臂交握程式,完成軟硬體電路測試組裝。 整體來說是機械設計及智慧化工具機的實務作品。未來可延伸作為機械手臂與各式加工機械、搬運車等設備轉移工件使用。

絲絲入扣─可發光高分子奈米纖維之探討

過量紫外線易引發皮膚病變。因此我們希望能找出較簡單的方法,使我們的材料不僅能吸收紫外光,更能轉換成可見光。我們以可發光高分子奈米纖維為素材並嘗試兩種方法。第一種方法為利用可發光之PFO/PFBT高分子混合PMMA製造發光纖維。並藉由添加特殊基團(BT)修飾高分子,使纖維可因能量轉移由放出藍光改為黃光。第二種方法為用聚乳酸混合聚集誘導發光特性(AIE)分子,並比較各配方。最後以HPS(AIE分子)與PLA 120 mg/mL溶於二氯甲烷:二甲基甲醯胺(7:3)製出的纖維最佳,且其能達到預期之光能轉換效果。總之,我們結合高分子聚合物、奈米科技與發光材料,製造可吸收紫外線之發光奈米纖維。未來可運用於面膜、有機分子檢測與抗紫外線衣物等方面,拓展可發光高分子奈米纖維的可能。

全球平均海平面的年際變化(1993-2017)

本研究探討年際氣候震盪對全球平均海平面的影響,故將衛星測高儀數據剔除長期趨勢與季節波動後,與數個氣候指數進行互相關及同調性頻譜分析,其結果為:(i) 海平面與 ENSO 在半年到十年的尺度下,有高度相關,相關的原因可能與降雨區的變化有關。(ii) 與 PDO、AMO 的相關性集中在二年到十年,AMO 相關性最高是在其比海平面早發生 8 個月的時間。海水的熱含量變化可能是主因。(iii) 與 AO 有弱相關,相關性最高是在 AO 比海平面早發生 15 個月的時間,推估可能是衛星測量資料空間範圍沒涵蓋北極海造成。(vi) 與 AAO 似乎有弱相關,但是無法確定。最後本研究將上述五個指數以最小平方法擬合海平面年際變化,得到各指數的相對強度貢獻比例,有助於了解在未來全球暖化下的海平面變化。

哪幾克的砝碼最重要

有一天,我看到國語日報的趣味數學欄裡,有一個問題:叫做「節約尺有獎徵答」,就是在一根沒有刻度的直尺上,畫上最少道刻度,使它量出 1 到最大的連續長度。這個遊戲使我聯想到:「用哪三個整數,本身或經過相加、相減,可排出由 1 到最大的連續整數?」,後來又想到金子店的老板,用天平秤金子時,盒子裡有很多很多的砝碼,那麼「怎樣用最少的砝碼,量出各種的重量呢?」於是我邀請同學,請爸爸、媽媽和老師指導我們做了下面的研究。

蟻國風雲─破壞單家蟻(Monomorium destructor)超級聚落之研究

研究在探討校園破壞單家蟻是否形成超級聚落,研究地點為校園,時間從2015年9月至2016年6月,共進行10個月。主要透過蒐集文獻、實地觀察及人工飼養認識破壞單家蟻(Monomorium destructor),再實地調查、記錄校園破壞單家蟻的聚落分布,並設計攻擊激烈程度、共域取食衝突情形與入口敵我辨識情形三個實驗,推論破壞單家蟻是否形成超級聚落。研究結果:我們發現即使是同種的螞蟻,只要不同巢就會打架;我們設計了衝突係數的公式,並將攻擊激烈程度、共域取食衝突情形與入口敵我辨識情形的實驗結果代入公式,比較分析樣區間是否形成超級聚落,最後發現C、D、E樣區距離近、衝突係數低,可能是一個超級聚落;A、F、H樣區與其他樣區間的衝突係數高,可能是獨立聚落。

積體蠶座的研究及操作方法

養蠶事業在台灣飛騰猛栽桑面積已超過二千餘公頃但事業投資增高其成效並未增高,為能使投資增高成效亦能豐厚所以研究蠶室之縮小節省房屋建築費用飼養數量反而能增加的方法。