第52屆--民國101年

石蓮花易繁殖栽培，具高抗氧化力。實驗發現其抗氧化力會隨成熟度的增加而降低。採摘時間在10時前、儲藏以低溫4天內，其抗氧化力高。100℃持續加熱至20分鐘，抗氧化力不受影響，顯示其耐熱性好，是值得推廣研發的食材。以石蓮花溶液(水：石蓮花汁＝1：1)取代清水沖泡奶粉或豆漿粉，加入乳酸菌粉（可用養樂多或優酪乳取代），不加糖，靜置室溫發酵約2天，即成高抗氧化力且無澀味的石蓮花優格。石蓮花經發酵後抗氧化力會提高，且隨發酵時間的增加而增加。應用石蓮花可去除食品殘留的過氧化氫：取豆干、麵腸約30克加水200㏄，加入石蓮花20克（約4片）浸泡1小時或煮沸2分鐘。應用石蓮花可製造氧氣：過氧化氫加入石蓮花，會加速分解而產生氧氣。

從麵包蟲、大麥蟲、汙水樣本中，我們利用單一碳源(聚苯乙烯)富基培養的方式，與吸光值的生長測定，總共分離出了七株可能可以分解聚苯乙烯的菌，其中又以C1的菌株在好氧培養下，分解保麗龍的能力最佳。另外我們做了16SrRNA基因的定序，並與NCBI(NtaionalCenterforBiotechnologyInformation)資料庫比對，比較親緣關係，也進行Biolog生理測試比對，比較生理特性的差異，發現B1、B2兩株菌株的比對結果皆為Citrobacter屬，且在生理測試方面兩者有相近的特性(附錄三)，但發現兩者資料庫在A1、A2、C2、C3菌株的比對結果不相符，推測可能為這幾株菌株尚未有人進行分類與研究，必須進行更進一步的親緣關係比對。

投擲一枚一般的硬幣會出現正面與反面，但若給予的硬幣之厚度，足以使硬幣著地後在不彈跳的情況下能夠站立（即出現側面），我們取正面的法向量Ｎ與硬幣質心O到著地點P的向量OP，透過數學的方法來決定正面、反面與側面出現的機率，並討論出正面、反面與側面出現的機率與初速度、初角速度、硬幣形狀的關係。

本研究以降低汙水中重金屬離子濃度，進行吸附與檢測的研究與改進。利用天然環保易分解且吸附效率高的材料－幾丁聚醣和聚麩胺酸(γ-PGA)，探討各種變因下對鉻、銅離子的吸附機制和效果。使用黏附幾丁聚醣的多孔性泡綿，並利用抽濾法，提高吸附的速度及效率，鉻、銅離子殘留率分別可達2.08%、11.23%。更發現一種新型吸附材料幾丁聚醣－γ-PGA複合材料，結合γ-PGA後，有效提升銅離子吸附效果。進一步運用分光光度儀檢測原理，以一個便宜的光敏電阻檢測裝置，結合吸附劑，研發出具「高效率、成本低、即時檢測」的重金屬離子吸附暨檢測之自動循環系統。對於2.0ppm之Cr6+(aq)，10.0ppm之Cu2+(aq)分別循環2、3小時後，殘留率為0.046%、0.074%。

各種清潔劑的主要成分是界面活性劑，界面活性劑是一個分子同時含有親油基（長鏈碳氫脂肪基），和親水基（鉀、鈉、銨、乙醇胺等）的化學物質之總稱。可分為四大類，即陽離子、陰離子、兩性離子和非離子型。界面活性劑以一定濃度的流體成束狀流下時，會在底部形成小隆起，隨後出現如水花般的彈跳，此現象稱為「凱氏效應」。實驗發現，界面活性劑在滴下的瞬間若無液體在下方堆疊，則無法觀察到此液滴彈跳現象。此外我們想更進一步研究溫度對不同界面活性劑的影響，找出臨界溫度，此時分子間黏合力接近零，表面張力會變小，藉由對界面活性劑的了解可以找出界面化學中，分子間作用力的關係。

經過我們努力實驗後發現：碳棒淬火可活化碳棒，加以塗抹碳粉後，電能明顯增加許多，並隨充電時間而增加電能，證實活性碳粉增強氫氧電池的功用。使用較多碳粉增加氣體吸附量，但充電時間長或充電電流大，產生氣體太多無法完全吸附利用，會降低充放電能轉換率。使用起泡劑增加電池效能，但亦會增加電阻。加入起泡劑對於硫酸鉀效能較好，硝酸鉀次之，氫氧化鉀增加幅度較小，其中10％胺基酸起泡劑＞10％SLS起泡劑＞10％DBN起泡劑。本實驗增加電池效能處理，包括淬火、電鍍和添加活性碳粉、包覆收集氣體、加入起泡劑氣泡法等方法，可利用國中實驗室電解水裝置轉變為氫氧燃料電池，電能轉換率由0％提高至3.55%，充電5伏特、6分鐘後負載馬達使用24分鐘。

在台灣飲料市場的佔有率中，咖啡飲料高居第四名，由此可見咖啡渣數量是非常驚人的。上學期我們在自然課中學到燃燒的相關知識，於是我們決定運用乾餾法，展開「咖啡渣活性碳」的研究！透過實驗與操作，我們研發出「咖啡渣活性碳的製作方法」，也驗證自己研製的「咖啡碳」和活性碳一樣，具有吸附雜質以達到淨水和脫色的功能，更設計出具有環保概念且能實際應用於生活中的相關物品。研究過程中我們花了很多時間討論、設計並操作，為了突破實驗器材的限制，我們也多次前往五金行找尋突破器材限制的改良方法與靈感。師長和同學們都說我們的研究看起來很辛苦，但是因為有許多成長與發現，因此就算再辛苦我們也覺得非常值得。

本組利用自製的「彈性測試裝置」，探討溫度、濕度對乒乓球拍拍面彈性的影響。經實驗後發現，正膠或反膠拍面的彈性都會受環境中的溫、濕度影響。其簡述如下：環境中的溫度越高，拍面彈性越佳；溫度越低，拍面彈性越差。濕度越低，拍面彈性越佳；濕度越高，拍面彈性越差。而且：一、正膠(長顆粒)拍面在溫度20℃-25℃、濕度55%-65%時彈性變化最大。二、正膠(短顆粒)拍面在溫度15℃-20℃、濕度70%-75%時彈性變化最大。三、反膠(平面)拍面之彈性緩和的隨溫度升高而變佳；隨濕度增加而變差。台灣地區年均溫約24℃，相對溼度約70%~85%，影響彈性最大的溫度及濕度範圍正好皆落於此區塊，因此，在台灣地區進行的桌球比賽應特別注意溫度及濕度對桌球拍拍面彈性的影響。

在陶哲軒教你聰明解數學中有一個題目：一個學生在正方形游泳池中央，他的老師(不會游泳)站在游泳池邊的一個角上。老師奔跑的速度是學生游泳速度的三倍，但學生在岸上跑得比老師快，只要學生能到達岸邊尚未被老師追到即算成功逃脫。請問男生能逃脫老師的追逐嗎?(假設兩個人都可以自由移動)。從此題中提出不同的想法，進而去思考不同移動方式與移動距離的關係，並作探討與分析。從在正方形游泳池上的游泳池追逐戰，延伸至在不同的形狀如圓形及正三角形、正五邊形、正六邊形等，並設計與討論不同逃脫路徑中，學生仍能逃脫時老師的速度最大為學生的幾倍。最後推廣到在正多邊形內設計學生逃脫路徑並研究其師生的速度比。

蕨類植物葉面下表皮的表皮細胞形態以及氣孔系的形態有豐富多元的變化，比起其他類群植物，蕨類的氣孔偏小，幾乎呈線型，保衛細胞週遭幾乎都存在數目不等的副細胞，且其表皮細胞呈拼圖狀的波浪型。我們分析多種蕨類氣孔與周遭表皮細胞的形態關係，發現同科蕨類植物之氣孔系形態相似，可作為分類的依據；而不同科蕨類之間氣孔形態的關係與孢子囊親緣關係樹不甚符合，並依此繪出依氣孔系安排的親緣關係樹。而蕨類植物與其他類群植物的演化及形態關係則有待我們進一步研究。