全國中小學科展

依國際科展年度查詢

臺灣

你可以再瞄準一點─旋轉火箭

我們把尾翼黏成有偏折角度,想試試火箭會怎麼飛行。結果火箭如同我們預期一邊旋轉一邊飛行,但距離卻沒有變近。於是我們先做出最佳發射角度43〫。然後我們以43〫跟不同的打氣磅數作實驗發現:1.尾翼偏折角度在10〫~15〫會是旋轉最穩定且飛行距離最遠的角度。2.我們利用Tracker軟體來分析空氣火箭的飛行軌跡、及速度、加速度。3.我們再利用自製儀器測量空氣火箭在不同磅數時衝力有多大。4.我們利用電動打氣機與風速計測量空氣火箭在不同磅數時噴出空氣的時間與風速為多少。5.最後我們自製風洞、模擬空氣火箭在空氣中的旋轉狀態,利用超慢速錄影看見空氣是如何通過旋轉火箭,最後發現旋轉火箭就跟槍管膛線是一樣的功用。

致命藍色吸「螢」力

豬籠草的瓶口會發出藍色螢光吸引昆蟲掉入這個致命陷阱,我們試著找出市售的豬籠草是否有這現象。為了怕溫度影響我們的萃取物,我們先探究常溫萃取螢光物質的可行性,發現以往科展作品中需高溫萃取、靜置一天的作法,都能以常溫下用椰子油的方式來取代。我們找到品種為米蘭達豬籠草的瓶口有藍色螢光,並成功以椰子油與乙醇代替資料上的三氯甲烷和甲醇萃取瓶口的藍色螢光物質,此物質可經純化、再結晶成白色的針狀結晶,也拍到與資料相同的螢光波長。我們也發現豬籠草的葉綠素經過椰子油先處理後,可以使乙醇較容易萃取出藍色螢光物質。在應用上,以藍色螢光取代捕蚊器的光源來誘捕蚊蟲,平均總量約為未改裝捕蚊器的16倍。

以無線傳輸技術整合家電遙控之研究

隨著科技的進步,居家生活中許多電器產品因應而生,衍生的問題便是遙控器數量的增加,不僅在使用上容易混淆,也造成了能源的浪費。首先利用嵌入式系統搭配藍牙、Wi-Fi模組、紅外線發射及接收模組,設計出了硬體電路,再利用RF技術用來連結主副設備。此外,利用Java語言撰寫系統的APP軟體程式,讓使用者只需操作手機APP就能學習所有遙控器的訊號,進行無線遙控、遠端操作、即時記錄等功能,接著透過3D列印以客製化設計系統外觀,改善傳統遙控器指向性問題,配合主副設備整合家中所有的遙控器,避免不必要的電池浪費,達到節能環保的效果。整個研究只要使用手機APP,就能不受空間及距離的限制進而控制家中電器,達到「一機在手,遙控無窮」之科學研究。

可重複使用之新型固體酸在藥物合成與生質能的催化應用

生質能源是最佳的能源之一,而固體酸觸媒最能符合綠色化學,因此本研究要開發一種可以水解纖維素得到生質能的固體酸觸媒。將芳香族X與3-氯丙基三甲氧基矽烷反應,產物嫁接至中孔洞SBA-15-p上,再進行磺酸化,得到固體酸TPS-SBA-15-p,將其應用在催化酯化反應及阿斯匹靈的合成,催化效果優於已發表的固體酸觸媒。將TPS-SBA-15-p應用在催化水解纖維素,2 g纖維素與0.5 g觸媒在不鏽鋼高壓反應鍋中加熱至150°C反應7天,轉化率達75.7%,主產物為乙醯丙酸及癸烷,兩者碳數佔全部產物碳數的64%,乙醯丙酸的用途很廣,而癸烷是汽柴油的成分。另外,TPS-SBA-15-p具有兩種催化活性位置,此兩種催化活性官能基具有協同催化作用,因此很容易催化水解二噁烷(dioxane)及苯甲醚,也就具有催化水解纖維素的能力。

「沙」氣騰騰 –流體化床變因與自製沙箱之研究

我們看到網路影片,一位工程師製作了流體化床浴缸,人埋在沙中玩沙像玩水一樣!影片中透過空氣就能產生固液態轉換的模式引起我們的興趣,讓我們想自己製作流體化床沙箱。首先我們以電動鼓風機替代影片中的高壓氮氣瓶,並找到連接電動鼓風機和PVC水管的方法,製作出水管流體化床沙箱,並研究影響沙箱噴沙的各種變因與水管鑽孔的最佳方式。 我們察覺「表面產生越多沙泡」,流體化效果越好!也研發出流體化效果更佳的製作方法「氣泡石流體化床」,也就是利用透氣陶瓷氣泡石當作隔層,下方保留氣室,讓空氣切割更細、噴氣更均勻。同時歸納出流體化床四種特色:流體化、減少摩擦力、改變沙體密度、固液體轉換,根據特色想出許多應用於生活中的點子。

「飯」科學~探討米飯的抗性澱粉形成條件

近幾年來減醣飲食成為減重妙招,而抗性澱粉就成為熱門關鍵字。本實驗將針對臺灣飲食中最常吃的「米」進行抗性澱粉形成條件的探討。 我們自製了硬度與黏度測量機比較常食用的四種米,結果發現當抗性澱粉增加時,米飯會變硬、黏度下降,而直鏈澱粉含量越高的米經過5℃儲藏後抗性澱粉增加,隨者儲藏時間增加而變多;米飯水分越多,經5℃儲藏不會增加抗性澱粉含量;煮飯時添加油脂、醋及食鹽都能增加抗性澱粉的形成。最後,我們將冰過的米飯進行復熱,發現利用微波爐加熱30秒可以保留較多的抗性澱粉又能吃到熱熱的米飯。 飲食中增加抗性澱粉可適當降低糖類的攝取,因此,選對米飯並利用低溫冷藏增加抗性澱粉含量,可以讓你在平日飲食中輕鬆吃出健康。

臺灣民眾對死刑意向的趨勢研究-以1992年~2018年的民意調查為例

本研究目的主要是利用完整的質性及量化資料來探討臺灣大眾對死刑意向的趨勢研究,以及分析臺灣歷年來的死刑變遷及影響。研究中以多元迴歸分析(Multiple Regression Analysis)、卡方考驗公式(Chi Square)、相關係數(Correlation coefficient)分析臺灣大眾對死刑意象的趨勢研究,研究後發現臺灣歷年民意調查結果與社會多重變因皆有關連。 為避免本研究接收到不準確的民意調查資料以致影響其分析結果,本研究同時採用官方和民間所提供之民意調查資料以確保分析結果的公信度,再透過本研究之各項工具分析其趨勢及變因相關性,依照數據顯著與否來推論結果。 本研究希望從各項研究數據中探討影響臺灣民眾對於死刑支持與否的因素,讓民眾更加了解死刑這個刑罰制度,也使民眾能更加理解刑罰的意義與功能為何。

「弧」思亂想

本研究在探討一種特定類別的曲線集合 : 給定平面上 n 個點 {A1,…,An},我們想要找 n 段圓弧,使得 n 段圓弧分別以 {A1,A2 }、{A2,A3 }、…、{An-1,An }、{An,A1 } 為端點,且 n 段圓弧光滑的相連,我們將此 n 段圓弧形成的圖形稱為光滑解。主要研究發現為 : 1. n 為奇數時,這些圓弧存在的充分必要條件以及滿足條件的圓弧組數量 2. n 為偶數時,這些圓弧存在的充分必要條件以及滿足條件的圓弧組數量 3. 光滑解自交不可避免 4. 上述圓弧組不存在時,可透過增加一個新點使圓弧組存在 5. 增加新點的軌跡是圓

水線下的秘密—陰極防鏽

為探討地下管線以及船隻的防鏽方式,設計實驗用鐵與活性大的鋅、鋁相接,還有外加直流電,長時間浸泡在三種環境(自來水、3%食鹽水、土壤)中,檢驗陰極防鏽效果。使用物理方法測量金屬質量和電位差變化 ; 化學方法用黃血鹽、赤血鹽及硫氰化鉀,檢測鐵離子與亞鐵離子濃度隨時間的變化,並以檢量線定量。研究結論: 一、鋁在電解質濃度高的酸、鹼、鹽溶液中,陰極防鏽效果較好,鋅在電解質濃度低的溶液中,陰極防鏽效果較好。所以船隻與水中設施在淡水中適合用鋅防鏽,在海洋鹹水中適合用鋁來防鏽。 二、以外加直流電防鏽,鐵與鋅相接效果較好,地下管線適合用鋅片防鏽,但電解質濃度高的環境不適合外加電流陰極防鏽,否則陽極金屬會快速腐蝕。

相撲紙偶大進擊-紙相撲競賽優化設計

本研究從日本傳統紙相撲遊戲發想,設計自動振動擂台進行相撲紙偶的競賽,期待能在校內舉辦各種形式的紙相撲競賽。本研究的擂台設計主要包含:雙層擂台檯面設計、振動馬達選擇與固定方式、以手機App遙控Arduino藍牙裝置改變輸出電壓值。 本研究發現:一、當雙馬達的振動頻率愈高,紙偶能越快分出勝負;二、當雙馬達振動頻率越高時,振幅隨之變大,無法完全確認振幅與頻率交互作用的影響;三、當雙馬達轉動方向相同時,爽身粉會在鋁板上旋轉,當雙馬達轉動方向相反時,爽身粉則向同一方向前進;四、馬達固定在角落時,振動效果佳,能有效分出勝負;五、振動馬達觀察克拉尼圖形時,無法達到克拉尼圖形中的駐波變化。