第51屆--民國100年

本研究係以水膠栽種法、生質能源、自動雨水灌溉系統等綠建材，應用於綠色建築上。首先水膠栽種法以甲殼素為原料合成水膠，以不同重量百分濃度的弱酸、不同重量的甲殼素作為變因。 為了降低溫室效應的影響，我們以水膠栽種法來種植植物。比較合成出數種濃度不同的水膠（加入少量磷酸鉀），發現每種水膠的吸水及飽水度有差異，藉此觀察水膠影響植物生長狀況。 搭配上最熱門的生質能源，研究太陽能發電等，與水膠栽種法和自動雨水灌溉系統。我們又比較各種建材的應用，包括建築物常見的水泥、花博遠東館的寶特瓶綠建材、竹子等，再進一步設計建築物，利用科學原理降低建築物本身的溫度。期待能打造接近零污染，且符合人類現今需求的夢想中的綠建築。

我們以濾紙為載體，電解「有顏色的電解質水溶液」來驗證阿累尼士的電離說；也以投影片為載體，電解「廣用試紙的色水」來了解電解水的正負極反應及酸鹼性變化；了解市售電解水機的製造法，也自製了「兩極分流電解槽來電解水、電解食鹽水」，利用控制正、負極出水流速、不同電壓大小、不同電極種類等，已成功地找出電解水兩極分流的最佳條件。我們以自製的正極酸性氧化水來軟化回收紙，製成手抄再生紙；以自製的負極鹼性還原水代替清潔劑，清洗油膩的便當盒及模擬鹼洗中和工廠排放的二氧化碳，提供維護環境，減少二氧化碳排放的另類可行辦法。

此次實驗利用特製水族箱(120cm x 30cm x 45cm)裝載水體，並利用起波器撥動水面，用以模擬海底地震所帶來的能量變化，並將水體染成紅色，方便觀察，藉由水深、坡度、底面的粗糙程度、地型型式等的改變，觀察記錄波速和浪高，以及防波堤型式與位置如何有效降低海嘯所帶來的衝擊，做一探討，讓我們對海嘯有更深一層的認識，也期望此次的實驗能提出較有效的防波堤型式，降低海嘯的傷害，讓我們的生命財產有更大的保障；面對此次日本311的九級大地震，台灣也同樣位於環太平洋地震帶上，相較於日本，我們不得不對它提早有所防範，以及應有一些基本的認識。

本實驗旨在觀察沉積顆粒在不同流速及不同坡度環境中的沉積分層情形。首先，我們利用篩選機篩定出粒徑在特定範圍內的砂子當作沉積顆粒，接著建立沉降實驗的基模，並選用不同顏色的砂子，分批搬運沉積在沉積槽中做出明顯的分層，實驗過程中改變搬運力及坡度觀察其對分層的影響。我們初步觀察到基本的粒級層，更進一步發現到層序不一定按照砂子倒入河道的先後順序排列，即先供應的砂子沉降後，會因為搬運力的改變而再度被搬運至上層，覆蓋住後供應的一批砂。

本研究是探討如何利用摺紙方式，研究 等無理數值,並應用於矩形的長寬比值，推出任意多邊形的邊長比，長方體的長寬高的比及任意扇形的圓心角。

仙人掌果用途多多，我們想利用學過的簡單機械原理探討、設計採仙人掌果工具。 我們先調查澎湖本島採仙人掌果的工具與方法，發現有「垃圾夾」、「鐮刀」、「三（兩）叉」、「鉤子」和「鐵絲圈」五大類。 我們接著探討六種採果工具（加上高枝剪）採果時的施力，發現不考慮工具重量的話，「三叉型」最省力。如果加上工具重量，「鐵圈型」最省力。以近、中、長三種不同距離採一顆仙人掌果時，「高枝剪」都是最快速的。採果時不傷到果實可以保存比較久，而我們發現近距離時，「三叉型」和「垃圾夾」最能保持果實完好；中距離時，「鉤子型」和「鐵圈型」最能保持果實完好；長距離時，「三叉型」最能保持果實完好。 最後我們設計了「鉤勺合一型」和「窮人高枝夾」兩種採果工具，發現「窮人高枝夾」較符合簡易、經濟、省力、有效率的優點。

本研究主要探討平原菟絲子產生適應性早熟的原因，發現當平原菟絲子處在不穩定或養份不足的環境中，吸器的生成個數會明顯減少，並加速開花結果的速率。不同於其他植物的早熟，平原菟絲子結空穗機率明顯較低，顯示其對於不穩定環境的耐受度提高，並提升子代存活機率。平原菟絲子適應性早熟現象發生時，常伴隨著產生自我寄生。相對於一般寄生，自我寄生吸器生成時間較一般寄生長，吸器大小並無顯著差異，然而吸器數量較少，且較為深入宿主。起初推論自我寄生為演化中的缺陷，這樣造成其無節制的寄生，對生存有害。但是經過長期的觀察之後，發現其生長狀況並無受到影響，而是週遭環境不穩定，所促使暫時分解自體本身的養分，以度過考驗。

圖形的重疊會因為線條重疊處產生亮紋，我們分別去討論同心圓系，平行直線系，佛瑞奈環紋互相重疊產生的干涉現象，並嘗試以極座標表示產生的圖形，及其出現位置關係，以數學方式解釋物理的干涉。

「自製雙頭垂直軸發電機」的最佳化設計探討過程，發現固定風速下，翼片寬度愈小不容易啟動，但轉速較快且輸出電壓較高，並容易達到LED燈泡發亮所需的電壓。接著進行水力發電的試驗，發現可利用製造飲用水時所排放的大量廢水沖擊發電機，產生夜間照明所需的電，達到水資源再利用的目的。將「好神拖」脫水機改裝成「好神發電機一號」，然後又進一步改裝屋頂排風扇為「好神發電機二號」，希望利用人力或是風力來發電。經過現有零件的改裝，能輕鬆產生十二伏特以上的電壓並對蓄電瓶充電，比起歷屆科展的作品，這是一個很大的突破，未來可應用在電動車行車時的電力回充。研究者發現，只用「用心觀察、勇於嘗試」，天馬行空的想法也是可以「風生水起、來電好神」。

在地球環境日益惡化與氣候變異天災不斷的今天，創造環保永續的生活，無疑是全人類要努力的課題，延續「堆」出生機-落葉變黃金實驗，改良落葉堆肥的製程與了解其肥效，實驗實際運用於栽培蔬菜、花卉上了解是否能創造價值，推廣家戶利用，除解決落葉垃圾問題外，讓大家一起把地球環境變得更美好。