全國中小學科展

臺灣

正本「塑」源-探討河川塑膠微粒

基於對鄉土的關懷,我們選定高屏溪流域,來研究河川中塑膠微粒的尺寸大小和含量,透過光譜來了解塑膠微粒的材質。高屏溪流域是跨高雄及屏東地區最大的河流,其中含有4個攔河堰。我們共分為枯水期及豐水期來採水,比較不同季節之塑膠微粒類別,若以形狀區分,枯水期塑膠纖維最多佔51%,豐水期塑膠薄膜最多佔39.6%。若以尺寸區分,枯水期100~500μm的佔最多約48.1%,豐水期25~100 μm約佔51.2%。若以材質區分,枯水期含量最多分別是PE(44.5%)及PP(33.3%),豐水期含量最多分別是PE(53.8%)及PET(17.6%)。若從顏色區分,大多是白色及透明為主要顏色。以上實驗數據可供主管機關列為日後重要監測參考之一,特別是以往本溪流並未曾採樣分析塑膠微粒各種樣態及溯源。

STOMP-自製電音BAND

本研究目標旨在完成多人合奏、原音重現的自製樂器,透過Arduino作為傳遞訊號的中介,並以電腦對應輸出不同樂器的實際音色。在系統架構上,我們利用Arduino的類比訊號,讀取電壓值轉換成字串對應音階,實際錄製我們想要的樂音建立音源資料庫,以視覺化圖形輔助音階表現,隨時對設備進行調整,完成撥放系統的模組。實驗過程中,我們測試了兩個世代的訊號傳輸系統,最終以分壓原理為知識架構,焊接可變電阻,形成有效、穩定的訊號傳輸。其次,以生活上的紙箱素材、Cat6雙絞銅線、鋁箔紙自製耐受恢復力高、導電性高的琴鍵結構。最終,透過以上的研究歷程製作出虛實整合的電音樂團(BAND)。

金屬防鏽探究

「鏽」是金屬表面因氧化而產生的氧化物或是氫氧化物 是一種氧化反應的產物,金屬的氧化生鏽,在有氧及潮溼的環境中,最容易發生,如果有酸性物質存在,則會加速生鏽,影響金屬生鏽的原因包括金屬材質種類活性大小、氧氣供應、水氣濕度、溫度、金屬浸泡溶液酸鹼性、材質變形處理等因素有關。 本活動探討影響金屬生鏽的因素:金屬材質種類、氧氣、水分、溫度、溶液酸鹼性、金屬形狀、覆蓋物等,我們以簡易材料設計實驗探討金屬生鏽的因素,同時探討防鏽的方法 。

「霾」在校園中的秘密—PM2.5對植物光合作用的影響

分析雲林四地區PM2.5濃度變化,發現在夏季最低,主要原因是西南季風擾動。而斗六地區明顯高於其他三鄉鎮,推測其原因為夏、冬盛行風向不同而導致PM2.5沉降於本身為丘陵地的斗六。再加上海風將麥寮五輕、六輕PM2.5細懸微粒吹向本身為畚箕地形所致。 在利用碘液變色法觀測PM2.5對植物光合速率之影響實驗發現,因 要剪下葉片影響植物生長,且裝置無法控制PM2.5濃度,加上用澱粉含量的變化來代表光合效率不易準確掌控;而利用氧氣生成和二氧化碳消耗較為直接,因而自製可換氣、控制PM2.5濃度、紀錄O2、CO2濃度。 在測定日日春和虎尾蘭兩種植物的實驗中發現: 植物會因為短期內處在含較高濃度的PM2.5 逆境,而改變其光合效率以「求生存」。比較兩種植物受PM2.5 影響光合速率結果發現,日日春受到的影響比虎尾蘭來得明顯,推測其主要的原因可能是PM2.5 會阻礙光照量,而虎尾蘭是室外耐陰植物所以受影響較小。

我不搖擺喔!-魚尾船的尾槳擺盪與船速相關性探討

魚尾船是一個類似搖櫓船的科學玩具,設計上應用到曲柄與連桿,利用前軸曲柄來帶動後軸曲柄產生拉與推兩種運動狀態,使尾槳可以來回左右的擺動。我們發現尾槳擺動角度、尾槳處所裝的魚尾面積、魚尾形狀、魚尾柔軟度和魚尾尾鬚長度等條件會影響到尾槳擺動頻率、尾槳提供給船的推進力和船身前後歪斜程度,進而影響魚尾船船速的快慢。 尾槳擺動頻率會影響尾槳提供給船推進力的持續程度,尾槳推進力提供船前進的力量,而船身前後歪斜程度會改變船身與水的橫斷面積,進而影響船前進時受到的水阻大小。當尾槳持續提供給船的推進力與水阻兩股力量互相作用後,最後提供船前進的合力越大,則船速會越快。

好吃的風鹽冰~澎湖鹹水煙對冰花生長影響之探究

澎湖常見的冰花,吃起來帶點鹹鹹的滋味,其鹹味來源?以及長輩的種植經驗「在風大處冰花會長得比較好。」這些疑問,以及文獻中提及冰花能改善土壤鹽化的說法,讓我們針對澎湖鹹水煙的風和鹽度與EC值進行一連串的研究設計 我們得到以下結論: 一、澎湖鹹水煙確實會造成鄰海土壤鹽化,但鹽分多數僅停留在土層表面,且土壤皆呈偏鹼性,應含有可溶性鹽類,建議可透過澆灌改善土質。 二、土壤EC值>3會降低發芽率,初芽週次與最後的發芽率呈現正相關;而鹹水煙確能增加葉片增長速度。 三、冰花的鹽度來源:囊狀組織與葉片內皆含有鹽分。 四、冰花確能改善土壤鹽化,但可透過澆灌至EC值達3以下,輔以部份空氣流動以達更佳效益。

吃藥不用再怕苦-以家用食材及電器自製藥物包裝紙的可行性探討

本研究探討在家中 自製藥物包裝紙的可行性。本研究先進行問卷調查,發現 81.9%的同學不喜歡藥物的味道。本研究希望以糯米紙製程為基底,發展一套運用家用食材及電器,製作藥物包裝紙的方式。我們以方格紙及Arduino套件重量感測器、土壤溼度感測器進行測量。總整41種藥物包裝紙製作方式及371筆實驗記錄,結果顯示:在來米粉:水為13調配的水溶液,添加15%果糖與2%奇亞籽作為膳食 纖維添加物,在 65 C 糊化、果汁機充分攪拌後運用平底鍋加熱烘乾,能製作出容易製作程度、抗壓力性及抗潮濕性皆佳的藥物包裝紙。本研究自製最佳化藥物包裝紙,能在包裹時,具有抗折、抗壓力及抗潮濕性。期待本研究能提升人們吃藥的意願,並提升對澱粉相關食品包裝的認識。

我是「捉油」大師—回收聚乳酸廢料應用於油水分離技術

本研究主要是解決家庭廚房水槽的油汙水問題,回收因脆化無法再使用的聚乳酸3D列印線材,透過家裡手邊現有的工具和材料,用烤箱及熱壓鬆餅機把小蘇打粉加熱產生二氧化碳,有效形成內部具有泡孔的聚乳酸多孔材料,以及為了提升吸油率及重複吸油,自製棉花糖機噴絲製成聚乳酸纖維,研究結果發現聚乳酸纖維吸油率比市售產品更好,再透過蔬菜瀝水器甩油,甚至可以重複吸油至少五次。最後本研究把聚乳酸纖維放入行李真空壓縮袋抽取空氣加壓,並用吹風機熱風塑型,成功做出瀝水杯形狀的聚乳酸瀝水杯吸附家庭油汙水的油脂。聚乳酸廢材回收再利用作成吸油材,還可重複使用,比一次性使用的市售產品更環保,相信未來能有更廣泛的應用,達到永續發展的目標。

小「兵」立大功-可攜式乒乓發射器應用於智慧訓練之研製

本研究利用電磁線圈作為動能,改善市售發球機馬達易過熱的缺點 ,所 製作的乒乓發射器具有 低成本、體積小、方便攜帶及智慧訓練等功能性,分成兩大部分: 一、機電系統:利用電流磁效應原理進行實踐,改變不同變因測試,找尋對應落點之最佳參數。另外利用手機 APP程式搭配Arduino撰寫,達成不同球路變化的無線控制。 二、智慧訓練:利用Arduino結合python程式建立專家系統,在訓練選手前,先進行前測,再依不同程度給予對應訓練等級,系統可依照受試者的進步而精進。 本實驗亦在半球桌的回擊落點處放置壓電片及LED燈條以接收撞擊訊號,過程中可即時顯示擊球落點位置、力道大小及計算成功率,並根據AI大數據矯正受試者錯誤姿勢,期望使受試者獲得更有效的訓練成效。

「蕈」聯網-探討蕈菇電訊刺激及其影響

本研究旨在探討電訊對於秀珍菇(Pleurotusostreatus)、珊瑚菇(Pleurotuscitrinopileatus)、玫瑰菇(Pleurotusdjamor)之間的影響和遭遇逆境時產生電訊號的現象。研究發現:(1)提升菇蕾及子實體的個數-黑暗、電訊;提升子實體蕈柄/蕈傘大小-黑暗/半光暗;加速菇蕾發育成子實體-預冷、電訊。(2)電訊刺激能加速蕈菇完成生活史,且對於部分蕈菇而言,促菇蕾發育成子實體最佳電壓為1.5 V。(3)電弧主要效應在菌絲與子實體的轉換。(4)菌絲會因突如其來之巨響而改變波形,澆灌酸、鹼、鹽液後電壓大多上升,頻繁出現之固定數值為1221、1526.25及915.75 µV,推測為菌絲受逆境時發出之有意義訊號。(5)1.5V有利於減緩逆境對於子實體蕈柄的損害。(6)外加鈣源有利於秀珍菇菌絲生長。(7)新鮮珊瑚菇能有效吸附銅離子。