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臺灣

哇!不漏了吔~罐裝牛奶傾倒方式改良之探討

本研究藉由生活中對「倒牛奶漏出」情形感到好奇,開啟了研究,並設計實驗針對不同變因進行探究。藉由觀察、實測,發現圓弧狀瓶口的瓶子容易產生回漏狀況;當瓶裝液體量較多時,傾倒角度較小就會開始流出來,也容易回漏;而越濃稠的液體,在剛超過「起始角度」時,較容易從瓶口旁出現回漏。 另外,我們也發現,小孩子要倒出大容量瓶裝液體時,因操作不易,容易使液體回漏。於是我們透過實驗、討論,設計出使液體不回漏的環狀套環,並結合自製「傾倒輔助架」,協助解決生活中遭遇的問題。 最後提出傾倒牛奶較佳的方法:(1)透過瓶口凸邊設計,改善傾倒牛奶時回漏情況。(2)使用設計製作的「傾倒輔助架」,便可適用在1800-2000ml的中大型罐裝瓶,倒牛奶就變輕鬆了。

合成三唑(Triazole)之超分子凝膠並討論其凝膠形成機制

我們成功利用點擊化學(Click Chemistry)合成出C1、C2、C3三個含有三唑(triazole)的化合物,三者的共同特色是具有對稱特性的超分子結構,C2、C3會自組裝成網狀結構並與有機溶劑形成超分子有機凝膠;經由實驗我們以成膠能力最佳的C3作為後續實驗主要研究對象。我們研究的內容包含基本物化性以及周圍環境對凝膠形成的影響,發現溫度、溶劑、濃度都會影響其聚集形貌。而我們對其分子間的作用力進行研究,得知主要以π-π堆疊、氫鍵及凡得瓦力等非共價鍵作用力維繫分子的結構。另外我們發現C3分子在凝膠態與薄膜態放光增強的效應,推測此分子具有AIE 效應(聚集誘發螢光增強)。最後,我們根據實驗結果,推導出C3分子形成凝膠的機制。

紅黑大對抗- 探討硫酸銅電鍍的影響因素

利用硫酸銅進行電鍍實驗,我們發現了與預期不符合的結果,所以進行了這個研究,在這個研究中,我們探討了電流大小、正負極距離、電鍍液濃度、被鍍物角度、使否攪拌、是否外加磁場以及電鍍物的溫度對電鍍完成度以及均勻度的影響,並探討了電鍍時產生黑色物質。我們發現電鍍產生的黑色物質應該是結構鬆散的金屬銅,而要避免產生黑色電鍍表面並電鍍均勻,必須提高硫酸銅濃度,避免太大的電流,並攪拌溶液。

單寧酸現形記

我們想要了解哪些食物含有單寧酸,首先要選用適當之指示劑來檢測單寧酸,經過測試後,選用硝酸鐵溶液來當指示劑效果最好。用硝酸鐵溶液分別滴定市售瓶裝飲料茶、市售茶包浸泡之茶液、咖啡豆浸泡之黑咖啡、多種水果與果乾,可發現瓶裝烏龍茶、瓶裝紅茶、三種茶包和咖啡豆泡成的黑咖啡都含有豐富的單寧酸。然而市售A品牌瓶裝綠茶因添加維他命C,水果和果乾裡也含有維他命C,因而無法以少量硝酸鐵溶液滴定來判斷是否含單寧酸。 最後,我們也想出以照度計來分析單寧酸與鐵離子產生錯合物的透光程度,我們研判三種茶葉中,綠茶的單寧酸含量最高;烏龍茶單寧酸含量次之;紅茶單寧酸含量最少。

長方體中切割正立方體之研究

我們這個作品是先由在長方形中切割出正方形的研究著手,先研究出在平面中,在一個邊長為任意正整數的長方形中,如何找到在其中切割出正方形,但正方形的邊長為最大,而且正方形的個數為最少的方法和規則。 緊接著,我們更進一步想研究這個問題在長方體中的研究:在長方體三邊長a、b、c(a、b、c均為正整數)中,如何在其中切割出正立方體,每次切割出邊長為最大的正立方體,而且正方體的個數為最少的方法和規則。 This study began with investigation of how to segment squares from a rectangle. We studied from a rectangle, with random positive integer sides, trying to figure out the methods and regulations to segments squares with the longest side length but the fewest number of squares within. Moreover, we took further step to examine a cuboid. We found out the methods and regulations to segment cubes with longest side length but fewest number of cubes from a cuboid with sides a, b, and c(a ,b ,c are positive integers).

「柿」不可擋-柿子的抗氧化力之探討

柿子為新竹在地水果,富含豐富養分且含有許多具抗氧化功能的成分。我們想針對柿子的抗氧化力進行實驗,希望可以研究柿子不同部位及生、熟果的抗氧化力,找到萃取出抗氧化物質的最佳的條件,並試著分離出抗氧化效果較佳的物質進行更深入的研究探討。結果發現柿子6個部位(枝條、葉、生果肉、生果皮、熟果肉、熟果皮),分別以水、50%酒精、95%酒精萃取下,生果肉50%酒精萃取液最具抗氧化潛力,且在50-75℃處理下,耐熱至少2h;在100℃處理下,耐熱至少1h。利用管柱層析(矽膠60),分離出3管最具抗氧化效果的分離管,並由TLC結果可知,分離管內成分複雜,極性介於水及50%酒萃,其中應具多種抗氧化潛力之柿子生果肉萃取物。

廢電池回收製成空氣電池與效能的探討

一般日常使用的電池雖是重要的供電來源,但在使用後也產生了許多的廢電池,造成環境汙染的問題。本實驗探討回收廢電池製成空氣電池的可行性,所謂的空氣電池是以空氣發電的一種電池,其負極為金屬,正極則是直接使用空氣中的氧氣。我們知道廢電池中所包含鋅殼、碳棒以及黑色粉末,其中黑色粉末內含有氧化錳與電解質,而電解質可溶於水,於是我們將其泡水過濾分離出氧化錳,然後將碳棒搗碎與得到的氧化錳混和製成正極。而鋅殼可作為負極。運用以上處理方法,我們成功的處理掉廢電池中大部分的廢棄物。 效能的研究方面我們改變了4個變因: 1. 正極反應物之碳與氧化錳的比例 2. 加熱純化氧化錳的溫度 3. 以不同金屬製成一次性電池 4. 改變電解液種類與濃度 分別得到以下的結果: 1. 碳粉0.8g加氧化錳1.2g時的反應最佳 2. 以300°C加熱可產生最多的二氧化錳讓反應較佳 3. 鋅可放電最久,高達19小時 4. 6MKOH中可產生最好的效能 此次實驗利用簡單的處理加工,將原本的廢棄物轉變成可以再次使用的能源,把這個技術做到最好,就是所謂的「循環材料高值化技術」。如果能夠擴大生產技術及回收流程成的速度,便可以發展成一個綠色能源。

再次抓住棉腆的WALL

全球暖化造成氣溫逐年升高,又造成熱島效應使內外溫度差不多,夏天時熱到受不了,冬天又不像冬天,長時間都需要開冷氣,這樣一來治根不治本,反而造成了更嚴重的地球暖化,再來就是牆壁使用年限快到期就會開始剝落,這些外牆不但不美觀,掉落的碎屑還有可能造成砸傷的意外,所以,我們決定拿這些要丟棄的棉花,二度利用,達到循環經濟成效,探討其隔熱及黏著力效果。

奧妙的BR震盪反應

我們以BR振盪反應為這一次的研究主題,並自製振盪觀測儀器。我們利用自製振盪觀測儀器探討改變各反應物濃度與溫度對BR反應之影響,並比較不同濃度BR與BZ兩種振盪反應之振盪時間,我們發現兩種振盪反應的第一次振盪時間明顯較長。BR振盪反應中碘酸鉀與雙氧水濃度愈高,振盪總時間愈大,但硫酸與丙二酸濃度愈高,振盪總時間愈小,改變錳離子濃度影響不太明顯,[KIO3]=0.2M、[MA]=0.375M、[Mn2+]=0.025M和[H2SO4]=0.225M時會有最多的振盪次數,當改變溫度時,溫度越高,其反應速率越快,所需的時間越短,出現振盪週期越短,溫度越低出現振盪週期越長,可見溫度與反應振盪週期呈正相關。

防鏽防蝕的黑色素—探討芝麻黑色素對於氧化鐵的保護

以浸泡提取法萃取出黑芝麻中的黑色素,並用高斯計測量其與氧化鐵(三氧化二鐵)混合物的磁場變化,以了解黑色素還原氧化鐵成為磁鐵礦(四氧化三鐵)的能力。結果發現,黑色素溶液還原氧化鐵粉末的最佳反應濃度為33%,而在氧化鐵粉末及芝麻黑色素溶液重量比為1:5的比例時,有最大的磁場變化平均值。 將氧化鐵、鐵、銅、鋁片在浸泡於黑色素溶液後,與相同環境條件下未浸泡在黑色素溶液的金屬做比較,測定各金屬在兩個禮拜後的失重率,結果發現浸泡黑色素的鐵與銅金屬,其失重率小於對照組,而氧化鐵及鋁金屬經浸泡黑色素的失重率則大於對照組,推測芝麻黑色素對於鐵、銅金屬可能具有延緩氧化的能力,而對於氧化鐵及鋁金屬效果不明顯。