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臺灣

呷二氧化碳ㄟ電池

本研究探討二氧化碳可以取代氧氣,當作空氣電池運作的氣體,並透過碳粉改質增加吸附二氧化碳的效果,提高發電效能,以研發鋁/二氧化碳電池。設計封裝灌氣的電池盒,測試在不同氣體環境中的發電效能;以蛋塔型電池比較不同碳粉的發電效能與其二氧化碳吸附力的關係;用微波膨脹脫層法和植物色素、化學吸附劑進行碳粉改質。研究發現在少量氧氣時,CO2可以做為空氣電池運作的氣體;備長炭、活性碳適用以化學吸附劑改質,石墨導電性佳,微波脫層後吸附CO2效果和導電性都更加提升,是做電池的好材料。最後研發平板型抽取式鋁/ CO2電池盒,在持續提供二氧化碳下,可驅動小型馬達,且能讓LED燈發亮達12小時。二氧化碳電池可同時將二氧化碳吸附與發電。

吹氣致冷現象的機制探討

人們在日常生活中總會察覺,當以嘴巴對著皮膚快速吹氣時,皮膚表面會覺涼涼的;但若是張口緩緩哈氣,則皮膚表面卻會感覺溫熱。為了量化這個現象的成因,作者先以口腔實際吹氣來進行初步的測量與研究,接著以自製器材模擬口腔吹氣的情況來操作實驗。我們探討了吹氣時不同的出口風速、不同的口腔氣溫及環境溫度的條件之下,目標物表面的溫度變化。這個現象會涉及氣體的膨脹降溫,以及氣流抵達目標物之前與環境中空氣的混合效應;最後還測量了吹氣時目標物上含水量減少的蒸發降溫幅度。本實驗提供了大量的實驗數據,明確且定量的證明了上述吹氣致冷的主要成因就是「氣流引入」效應,當口腔與手心相距10公分快速吹氣時,抵達手心的氣體中約有95%是環境中原本的空氣,所以皮膚才會感覺冰涼,而「絕熱膨脹」及「蒸發降溫」的影響則都比預期中小了很多。

從莫比烏斯環探討k股n葉結

莫比烏斯環是一種只有一個面和一條邊的曲面,可透過紙條自轉半圈製作出來,本研究的出發點為探討紙環在不同的旋轉圈數下,紙條邊緣的結構,並將其延伸到葉結。因紙條會限制自轉的圈數,因此我們利用水管模擬紙條的邊緣,得出自轉圈數×股數=葉數,又因水管有固定長度,導致在不同的股數與自轉圈數下,圖形不一致,因此我們推廣至討論繩子在圓上等分點的繞法,將經過的等分點記錄成迴圈數列,並改寫成同餘數列以利探討同餘之等價關係。本研究旨在證明可以形成k股n葉結時,k與n必須互質,反之亦成立,又對於所有大於等於3的整數n,必有n-1股n葉結,故n葉結一定存在。最後進一步探討葉結立體結構的幾何性質以及在三維空間中的參數式。

陸蟹的指引燈 — LED光源對降海中毛足特氏蟹(Tuerkayana hirtipes)誘導行為之研究

降海中陸蟹遭路殺是嚴重的保育議題,本研究探討降海中陸蟹對不同色光的光趨性,評估光趨地下廊道之可行性。研究於壽山進行白、紅、藍、紫、綠光之趨性實驗,分帳篷和水管兩種測試,綜合結果顯示毛足特氏蟹對藍光展現最高的光趨性,白光及紅光次之,最後是紫光及綠光,在綠光閃爍下呈現明顯的迴避性。接著於墾丁香蕉灣進行藍光誘導實驗,得出多數降海中毛足特氏蟹被光源吸引而由藍光處離開。本研究為國內外首次對降海中陸蟹進行光趨性實驗,得出以下結論:降海中毛足特氏蟹對藍光有顯著光趨性,此結果可望應用於陸蟹降海路線的涵道,利用光誘導降低陸蟹於地下廊道的迷航現象並提升其利用,以減少陸蟹媽媽和數以千計的卵遭路殺的機率。

實用顛倒蛋之最佳製程研發及創新機台製作

去年地區科展已經成功找出顛倒蛋的製作方式,其缺點是煮蛋的環節需要一個人一直不停的翻轉蛋,從今年的結論可看出已改進了,其中: 結論一:顛倒蛋製作步驟中的「煮蛋」 的部分自動化(機器在P。12) 結論二:找出快煮爐煮顛倒蛋的模式(煮蛋時間及溫度表在P。24) 結論三:快煮爐煮顛倒蛋工具已著手申請專利 在顛倒蛋原理探討的部分,使用Photoshop將圖片二值化,得到蛋黃佔51。28%的數據(P。15),和去年地區科展報告推論的50%非常接近;更製作了流速檢測儀(P 。16),發現蛋白和蛋黃流速的不同,猜想流速不同是製作出顛倒蛋的重要原因。

「葉」「銅」學來殺菌

本研究利用葉綠素卟啉環內的鎂離子置換成銅離子來處理硫酸銅廢液,鎂銅離子的置換目前均使用萃取法,本研究透過實驗確認可以使用葉片的原型來置換,大大減少了廢液處理手續。除了具有表皮蠟質的葉片置換速度較慢,其他葉片結構皆不影響。透過比色法計算出移除率,加上硫化鈉檢驗,確認此方式可以完全去除銅離子。檢測置換後的葉片在土壤中與不同pH值的水中,銅離子皆不會再度釋出。 藍綠菌是有葉綠素的微生物,實驗發現藍綠菌鎂銅離子的置換速度優於陸生植物,間隔三天在優養化水域倒入0.05%硫酸銅溶液,15天後水域濁度下降到4NTU以下,水生動植物則不受影響。利用葉綠素鎂銅離子的置換可以處理硫酸銅廢液,還能去除藍綠菌,可以說是一舉兩得。

蚊蟲「竺」客令?

本實驗探究天竺葵萃取液是否有防蚊之功效。第一個部分:使用光學顯微鏡進行天竺葵葉上、下表皮及莖的表皮之切片觀測;第二個部分:製作天竺葵研磨及減壓濃縮萃取液;第三部分:探討校園中是否有天竺葵的天敵,將飢餓三至七天的植食性動物置於只有天竺葵的箱中,觀測其是否啃食;第四部分:研究天竺葵萃取液對蚊子、果蠅及蒼蠅的致死率;第五部分:檢測萃取液塗抹於手上是否有防蚊功效;第六部分:測試天竺葵萃取液是否有趨蚊效果。實驗結果:1%天竺葵萃取液對蚊子達到LD50;趨避實驗顯示,天竺葵萃取液相對水,對白線斑蚊具顯著性忌避效果,此外塗抹於身上也可避免蚊子叮咬。若要在校園當中大面積種植天竺葵,則要小心天敵─—蝸牛與蟋蟀。

聽海哭的聲音~探討影響海洋噪音的因素

本研究透過實地採樣與實驗室模擬,欲探討影響海洋噪音的因素。在實際採樣中,實地測量高雄市區各處水體之酸鹼值、鹽度及吸聲係數,以探究實際環境中水體如何影響聲音吸收程度。在模擬實驗中,改變水體不同酸鹼值、鹽度等因素並測量聲音音量之吸收係數。結果表明聲音吸收程度受水體酸鹼值影響較大,且吸聲係數在pH7.6~7.8之間有一極大值,因此隨水體的酸化和鹼化,吸聲程度皆降低,以酸化降低較快,鹼化降低較慢。

昆蟲翅膀3D仿生結構應用SERS檢測水污染分子

大家好,我是國立臺灣師範大學附屬高級中學的呂宸昕,目前是高二,在2022醫療科技展中認識了明志科大劉定宇教授,並進入材料工程系的實驗室開始做實驗,看到學長姊處理基材結構的時候,就也決定投入SERS的研究,而我是選用昆蟲翅膀的仿生結構去做實驗,也將初步結果投稿到了國際期刊Polymers並且被接受刊登出來,非常感謝老師和教授協助。

等腰叢林生存法則

我們研究《科學研習月刊》上一個有趣的數學遊戲「正七邊形的頂點中有五個紅點,兩個黑點,用紅點當頂點可以連成多少個等腰三角形?」。 目前研究此題目的其他科展作品,採取直接計算所有頂點皆為紅點的等腰三角形個數,當黑點增加時,分類情形複雜而難有一致規律,所以探討到最多的黑點個數僅為4個。 有別於其他作品,我們提出不同的策略,先計算等腰三角形頂點包含黑點的情形,再利用排容原理扣除,得出一般化的結果:在正N邊形中,給定任意B個黑點(B=0,1,2,…),給出計數等腰三角形的個數一般化策略與公式。除此之外,利用本研究提出的方法,進一步延伸探討正多邊形內的等腰梯形個數,給出計數等腰梯形個數的一般化策略與公式。