第51屆--民國100年

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。

科技始終來自於人性，本作品是以綠能驅動農業環境之改造及生物、光電科技等的結合同時亦具節能減碳、多彩照明、有機土壤改良、物理性蟲害防治與光色舒療法等綠活之效果，並藉由科技與自然環境之媒合而深植於普羅大眾生活之中，進而達到有機農業推廣的目的。其作品特色: (一)、響應節能減碳有助減緩地球暖化現象。 (二)、多變色捕蟲燈的特有光源引誘有害之昆蟲，有效捕殺，且多彩夜間自動照明亦增加捕捉各類害蟲之機會。 (三)、隨季節溫控變色浪漫多彩照明效果能舒緩心情、健康樂活。 (四)、針對無法吸引之昆蟲或特定作物之專屬蟲害，則使用其昆蟲費洛蒙全方位誘殺，使捕蟲器更趨近於完美。 (五)、太陽能驅動有機肥料(含枯枝、落葉、雜草、蟲類遺骸等有機質)分解之、以利土壤改造使土壤達永續經營之效。

我們研究並製作出簡易的蘭克—希爾須渦漩管(Ranque-Hilsch vortex tube)，使管子一端產生冷空氣，一端產生熱空氣。藉由改變不同的供氣方式及控制不同的氣體流速，意外地突破了前幾屆全國科展只做出2~3度的溫差，再藉由設計不同的渦漩管大小、長度、孔洞等進一步做了一系列深入的探討，最後成功讓渦漩管兩端冷熱空氣溫差高達57.6度。此外，我們還利用易於觀察的白色溶水油來分析氣體在管中流動的情形和軌跡。

掃描器用久了，各項元件難免會老舊，掃描出來的影像色彩與原稿有不小的差異，或許可用色彩管理軟體來校正掃描影像與原稿間的色彩差異，但是其價格昂貴，非一般使用者可以負擔。本篇研究以便宜的標準色彩導表，配合使用多項式迴歸分析法發展出針對掃描影像的色彩校正方法，無論從理論數據上的探討以及實際影像上的測試看來，我們的方法確實有效，能讓原有的色彩較精準地重現。

蛋殼膜的主要成份是蛋白質，含有豐富的胺基酸，其結構上的特殊官能基胺基（─NH2 ）和羧基（─COOH）對金屬離子具有螯合作用，而且難溶於水。實驗結果顯示蛋殼膜粉對於帶正電的金屬離子(包括H+離子)以及食用色素，皆能有良好的吸附效果。此外我們發現H+離子與金屬離子存在著競爭關係，在較酸的環境下，即使銅離子濃度比氫離子濃度大100倍時，蛋殼膜粉仍優先吸附氫離子。蛋殼膜粉對離子的螯合能力比較為H+＞Cu2+＞Co2+＞Ni2+。以蛋殼膜粉螯合Cu2+離子而言，最小偵測極限可達10-4M。蛋殼膜粉螯合金屬離子與吸附色素的過程為一個可逆反應，利用較高濃度的酸性水溶液，使反應逆向進行達到再生，再生的蛋殼膜粉仍然具有螯合銅離子與吸附色素的能力。

本研究利用塑膠投影片、吸管、黏膠等材料，以自製的簡易風洞測試單片翼的升力與水平推力，進而探討不同變因對雙滑管、連結雙支架之翼片爬升力量的影響，成功使用三滑管連結兩組雙支架製成一個能伸展與收縮、有節奏向上爬升的M型毛毛蟲翼片。我們又改變M型毛毛蟲的大小比例，在不同的風速下分別測試其爬升速率，發現毛毛蟲越大隻，其爬升平均速率受風速變化的影響越明顯（爬升速率變化趨勢線斜率越大）。最後我們嘗試增加背腹翼的寬度，以增大翼片面積提高升力，成功做成一隻能伸縮爬升的雙M型(三節式)毛毛蟲。

有一個科學小遊戲，將濾油網對向光源可看到美麗的光譜。我們對此現象感到好奇。國中自然課本中有一個色光的實驗，將白光透過玻璃紙的濾光和色紙的反射，可看到不同的顏色，我們的實驗結果卻不符合課本內容。於是想用光柵片來分析色光，探討實驗的問題。我們實驗的結論如下。雷射光是單色光，其它的光源如太陽光、日光燈和LED燈都不是單色光。玻璃紙的濾光功效不完全。色紙反射白光的功效和角度有關。以兩條上下並行的狹縫和光柵片所產生的光譜進行混色，得到與課本相同的結果。利用光柵繞射方法，可以求出蒸餾水的折射率，對照利用入射角與折射角求折射率的傳統方法，所得到的結果相當一致。

本研究針對疏散星團NGC2099的年齡與視直徑來進行探討，利用冷卻CCD進行恆星的UBV光度觀測，藉由拍攝到的照片進行雜訊移除、測量儀器星等及視星等修正等步驟後，繪出NGC2099星色-星等圖(CMD)並分析之，求得NGC2099的年齡約在108.5~108.6年之間，紅化值為0.1 ± 0.02，並利用距離模數公式求得該星團的距離為5433.21 ± 499.00pc，再以數星與統計方法求得該星團在赤經方向之視直徑為21 ± 0.5角分、赤緯方向之視直徑為13 ± 0.5角分後，再藉由弧長公式計算得到星團直徑在赤經方向為33.26 ± 3.84ly，赤緯方向為22.43 ±0.86ly。

之前學到了畢達歌拉斯（Pythagoras）著名的畢氏定理，深入了解，發現他更是提出了黃金比例的人。由於我們對黃金比例的好奇，而且為了確認黃金比例是否潛藏在我們身邊，我們特地到大溪著名的武德殿與大溪橋，測量它的長與寬，最後我們發現武德殿和大溪橋拱門都存在著黃金比例，這個結果讓我們大吃一驚，因為這和我們在網路上搜尋到的資料——長寬比或高寬比為2:1，大相逕庭。最後我們小組決定，依造著黃金比例，打造出屬於我們的新天地，我們利用這個數字製作出我們的建築，將所有一切都完美化，從最基底的土地面積一直到細小的窗櫺構造，只要是能遵循著黃金比例的形狀，我們都會盡力做到，期待我們的成果吧！

從一個科學展館的器材引發出一連串探究的實驗。實驗中，對兩片金屬之間產生電能的各項因素，做了持續性的探究，尋找金屬發電的機制，作品最後以裝置的再應用，及環保金屬電池的延伸性製作，作為研究總結。