全國中小學科展

依國際科展年度查詢

臺灣

淨菱碳排の蚵學研究

在本研究中,採用煅燒後牡蠣殼(氧化鈣)作為新循環材料用以取代傳統高碳排水泥材料達到減碳的效果,同時利用生物炭具高穩定性且不易分解的特性添加至牡蠣殼水泥中達到固碳之目的;而牡蠣殼水泥與菱殼炭之間存在無機物-有機物的材料鍵結問題,透過日常生活中常見的食品添加劑作為黏著劑的實驗研究。實驗結果顯示,攪拌時間50分鐘、氧化鈣與水為1 比2 是最佳製備參數;3wt%玉米澱粉作為黏著劑具有最佳的成品耐受壓力(5.33 公斤)與透水性(1.05秒)。 本研究實驗成功找出牡蠣殼水泥製備參數與透過無毒性食品添加劑作為材料黏著劑來達到以「分子料理」的概念結合食品科學走向「友善環境」的生產兼具減碳及固碳的效果,實現全球「2050淨零碳排」之目標!

A New Approach to Recycling Aluminum/Iron Cans

本次研究提供一個更安全、效率、節省空間的回收鐵鋁罐新方法 - 扭轉。藉由預期圓筒在扭轉過程,對於固定半徑和長度會自發產生的摺痕數,事先在表面壓痕,一旦喝完飲料,只要輕輕一扭,馬上能將罐子安全地變扁,不用擔心割到手或罐子在踩壓時飛噴傷人。 我們系統地從實驗觀察和歸納不同半徑、長度、厚度、材料及拉伸力對於圓筒摺痕數目 (N)和偏斜角(α)的影響,並從幾何和能量考量,推導出符合實驗結果的簡單公式,得到不同參數下的擬合曲線,用來實際製作各種材料的回收模型。 由於日常容器有其他形體,我們接下來推廣到兩端半徑不同的圓筒和正多角柱。藉由實 驗數據及修正圓筒理論,得到較廣義的規律摺痕理論公式,預期同樣能夠利用此公式來設計摺痕;正多角柱與圓筒類似,在扭轉後產生規律的摺痕,只是數目和種類需要修正,因此也能夠利用扭轉達到壓縮的效果。

多功能數值控制微型射出成形機之研究

高職機械群科在學習的過程中常常接觸到射出成形相關領域,我們想自主設計開發微形射出成形機,並和工業界生產的機台以液壓為射出機構不同。所以本專題以3D列印機的運動控制及材料加熱系統為基礎,利用變導程螺桿的加壓射出機構及螺桿導軌鎖閉模機構來完成射出成形所需的各個機械動作。變導程螺桿做出材料的輸送及射出動作,加壓後可將空氣排出,進而取代了原本注塞式和一般螺桿式的加壓射出;再利用公模、母模、頂射板和母模固定板所形成的射出模系統,進行自動化。由於機台微小化,操作方式和現行3D列印機操作方式類似,所以可作為教學之教具使用,亦可由同學自行設計模具進行射出成形操作。也能針對不同的材料做為射出的成品。

Oh! Charming Environment And Nature of Kinmen’s Coast金門海岸資源之探討和環境教育主題桌遊製作

「民眾為主體」、「理解環境替代改造環境」是大多國家進行海岸環境保育的主軸,推估改善金門環境現狀的重點亦在於當地居民的投入,為提高民眾參與度,我們認為能從「環境教育」方面著手。本研究嘗試開發一套金門海岸環境教育桌遊,首先進行了文獻探討,深入了解金門海岸地景樣貌、生態資源和人文文化;其次設計問卷以調查金門學生對環境保育的概念和海岸的認知,從問卷結果發現,多數受試者對海岸的知識概念模糊;接著我們將金門海岸的資訊藉由兩個關鍵「卡牌內容」與「遊戲規則」融入大富翁桌遊方式,並針對設計成品進行前測、後測、延宕測驗、學習態度量表的實驗和分析,實驗結果顯示,此遊戲確實能有效提升金門學生對於金門海岸線方面的知識。

探討「植物染料敏化光電池」發電效能及改良式光電池適用性之分析

植物染料敏化光電池是藉由太陽光來激發植物色素中的電子,以引發一連串的光反應而產生電流,其在環保與經濟上的應用,遠遠超過現今普遍使用的太陽能電池。本研究分成兩大部分,第一部份,以一般光電池的製造方式,從蔬菜色素、電解質溶液、色光的種類及濃度等變因找尋最佳的發電條件;第二部分,為改良光電池,我們嘗試固化碳粉、二氧化鈦,並利用洋菜粉將蔬菜色素與電解質溶液果凍化,來改進光電池攜帶不便的缺點。我們更製造出光電池的反應載體,以提升電壓的穩定輸出。研究結果證明,在強酸溶液與藍光照射下,光電池可產生最大的電壓;且改良式光電池在穩定供電及組合串聯兩方面產生不錯的效果。

風起「電」湧 - 人工智慧於風力發電效率探討

本研究的目的是探討:運用人工智慧輔助設計風力發電機的葉片,以提升發電的效率。我們從二維葉片剖面出發,以NACA5410翼型為原型,利用XFoil翼型設計軟體與人工智慧找尋最佳升力與最佳升阻比之剖面形狀,經由風洞實驗得到理論值與本文實驗具有相似的趨勢;接著我們基於該剖面形狀用3D列印製作了長方翼,實際裝上發電機後也證實,最佳化後的葉片顯著比原型表現更好;我們接著把實驗擴展到三維,即漸縮翼與翼尖小翼,透過實驗證實這些技巧對於風電效率有顯著的助益;而除了幾何形狀外,因配重可儲存動能的特性,我們也探討葉片設計的結果對配重的影響;最後,由於最佳升阻比之葉片有較低的能量損耗,排列風電機組的組合也得到更好的效果。

應用網路爬蟲於社交軟體實現群眾互動平臺之研究

現今的大型活動,如校慶活動、新北耶誕城等,缺乏互動性與參與感,其中原因大多是群眾埋沒於手機的社交軟體所導致。而本研究將利用其便利與群眾互動特性,使用問卷抽查法探討大眾對於活動的觀點,應用網路爬蟲技術抓取貼文,設計一套能提高互動性的平臺,使用者只需在Instagram、Twitter等社交軟體中發布文章,系統會即時推播至活動中的大螢幕上,並且使用LineBot結合圖像辨識自動且快速審核貼文,另方面以後臺系統,方便活動單位常駐貼文輪播活動訊息、廣告與管理。綜上所述,本研究結果確實有效地提升活動互動性及樂趣,以時下流行的各種社交軟體,配合研究平台為各類大型活動量身打造,也能夠運用於政令宣導或文宣廣告等用途上,大幅提升活動的互動性與參與感。

三乙氧基辛基矽烷與二氧化鈦反應之疏水性探討

本次實驗主要在於疏水塗層,透過在實驗室裡做出三乙氧基辛基矽烷與二氧化鈦反應生成的疏水塗料,將此疏水塗料沉積在清潔基板上,用不同的材質去沉積疏水塗料,比較不同材質的附著性,我們發現清潔基板要使用霧面玻璃,並且搭配重量百分比濃度約為11.3%的異丙醇溶液,或著將塗料塗到第三層,再搭配通風櫥抽乾,所顯現出的疏水效果會最明顯,接著探討疏水塗層的自清潔與應用在水泥與瓷磚上,再探討疏水塗層抑制黴菌生長。

袋袋相傳

有n個袋子,每袋都有球,從球數最多的袋子中,取出和球數最少的袋子數量相同的球,放置球數最少的袋子中。反覆取放多次後,直到每個袋子的球數皆相同,即為平衡狀態。討論球數與袋子之間的關係為何,才能有機會達平衡狀態。能得知需經幾次移動才能達平衡狀態(取放一次稱為移動一次)。

排隊站好

本篇科展主要從一道古老的數學題目開始,"正整數中,被4整除或被4除餘1的數刪去,新數列{an}={2,3,6,7,10,11,……},求[√(S1 )]+[√(S2 )]+[√(S3 )]+...+[√(S2014 )]=?([ ]為高斯符號)",直接延伸原題探討"當A={a,aϵN & a≡2 or 3(mod 4)}, Sm1 為A中的第m個元素,Sm2=Σi=1mSi1 ,為何[√(Sm2 )]=m?",進而加以推廣探討" 當 A={a ,a∈N & a≡k1 or k2 or … …or kp (mod x)},Sm1 為A中的第m個元素,Smn+1=Σi=1mSin 時,則A應滿足什麼條件,才能對所有的n和m,都有[n√Smn)]=m的結果?"