全國中小學科展

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臺灣

微型鋅銅電池

課本中的鋅銅電池,藥品用量大,鹽橋製作也較費時,製作完成後,又會面臨電流過小以及不穩定的問題,這種傳統鋅銅電池約能產生2mA左右的電流,並無法使毫安培計有明顯偏轉,但又會超過微安培計測量範圍。歷屆科展的改良方式,是提高藥品濃度,或將鹽橋以玻璃紙代替,又或是將硫酸銅硫酸鋅做成凝膠,這樣製作較費時且較不利於回收再利用。我們嘗試在歷屆科展資料中找尋影響電流的關鍵因素,再設計微型鋅銅電池原型。最後,我們製作出用量僅傳統鋅銅電池藥品用量 1/10,但電流提升數倍的微型鋅銅電池,能讓毫安培計偏轉更明顯、藥品能回收反覆利用多次電流不衰減、能驅動LED,能在低用量低濃度即能使微安培計良好運作,又便於探討各種變因影響的電池。

烤出滿滿的幸「芙」〜探討泡芙空心的秘訣

影響泡芙空心的因素有澱粉糊化和筋性、配方水分和油脂含量及烤溫。本研究發現奶油、水、麵粉和蛋液最佳比例為1: 2: 1.67:1.75。麵糰糊化後應降溫至60℃以下再分次加入蛋液,4份食材蛋液量200克的麵糊拉伸力可刮起呈倒三角形(約4公分)為最佳狀態。澱粉蛋白質成分越多麵糊吸水量越高,低筋麵粉泡芙中空狀態最佳,高筋麵粉泡芙支撐度最高;油脂越多泡芙中空高度越小,支撐度越大。增加蛋液量的泡芙支撐度最佳。麵粉和蓬萊米粉比例4:1的泡芙中空高度最大;三種米穀粉以蓬萊米粉泡芙中空高度最佳,可取代麵粉製作空心泡芙,其奶油、水、米粉和蛋液最佳比例為1:2:1.67:2.37。麵粉和色粉比例為49:1的泡芙中空高度較佳。需分兩階段烤程讓泡芙上色均勻。

蚊蟲翅音的定性與防治應用

為隔離環境聲音增加蚊蟲專一性的聲音,自行製作降噪錄音箱,分析聲譜使用Aduacity及Room EQ Wizard兩個軟體,結果顯示自製錄音箱可吸收95.7%的環境聲音能量。以白線斑蚊為例,單隻雄蚊翅音基頻為906Hz;而單隻雌蚊翅音基頻為484Hz。雄蚊與雌蚊平衡棍長度與翅音基頻顯著相關。真實翅音的誘引百分率結果分別為雄蚊翅音對雌蚊為72.0%;雌蚊翅音對雄蚊為12.0%;交尾後雌蚊的翅音對自身為18.0%。完整模擬翅音的誘引百分率結果分別為雄蚊翅音對雌蚊為74.0%;雌蚊翅音對雄蚊為68.0%;交尾後雌蚊的翅音對自身為60.0%。兩種完整模擬雌蚊翅音對雄蚊及交尾後雌蚊,誘引百分率經統計,皆顯著高於兩種雌蚊真實翅音。綜合上述結果,透過模擬雌雄蚊翅音聲譜有助於誘引蚊蟲,研發物理性誘蚊產品。

抓不住你的味~以本校五年級學生為例

這幾年疫情的關係,許多人在確診後味覺受到影響,深感到味覺的重要。但味覺不單是口中品嚐到的味道,而是與其他感知均有關聯。本實驗探討顏色是否會影響五年級學生運用視覺、聽覺、嗅覺、觸覺判定甜味?我們以日常生活中會看到的三原色、漸層色來調製糖水,再以無色糖水對照進行實驗,分析了解使用感知判定甜味,會使用哪些方法呢?我們邀請本校五年級的學生進行實驗,實驗後填寫問卷,共回收1277份問卷,內含有效問卷數1109份,進行問卷整理,並統計分析數據及製作圖表,希望藉此研究,讓我們更能了解各感官對甜味的關聯性,並且認識自己的味覺。

革凡登聖-臺灣地區登革熱好發與太平洋聖嬰現象之天氣因子變動關聯探討

2023至2024年臺灣登革熱病例激增,國際研究指出太平洋區聖嬰現象指數(ONI與SOI)與登革熱病例數具正相關,推測聖嬰影響氣溫及雨量,增加登革熱病媒蚊傳播。故分析臺灣登革熱病例數與聖嬰指數相關性,顯示ONI值8月至2月關聯性高,兩病媒蚊均具傳播貢獻,且主要病源為南部。 登革熱病例數與聖嬰期間天氣因子關聯,則以8-10月ONI值1.7~1.9;8、9月均溫28~30℃; 10月雨量0~50mm為登革熱爆發最多的範圍。數據呈現ONI上升1.0南部1月氣溫可上升0.28℃,表明若聖嬰持續跨年,如2023-2024,可使冬季溫度激升,病媒蚊持續生長,造成病例數激增,故政府更需重視聖嬰年冬季登革熱防治。

合成二硫化鉬為基材之氣凝膠吸附環境毒性之含硫分子

由於經濟需求,人們對於農藥的使用量增加,若善後工作處理不當,易使汙染落入環境中,造成生態汙染及食安疑慮,因此本研究製作二硫化鉬奈米片作為選擇性的二維吸附材料,在過程中產生結構上的缺陷,進行化學反應吸附環境中的毒性硫化物。並使其摻混於氣凝膠中,應用於水溶液中去除常見的農藥—得恩地。 透過合成以二硫化鉬為基材的氣凝膠,在定溫定壓及pH值範圍恆定的前提下,我們分別以吸附時間、起始濃度作為操作變因,研究其奈米級二維材料與其氣凝膠之移除率、最大吸附量和恆溫吸附模式,並與活性碳比較後,發現二硫化鉬奈米片具有特異性之有效吸附,氣凝膠易於回收並可增進其吸附量之優勢,進而達到去除汙染物的目的。

挺立-應用全身辨識輔助站姿調整即時回饋系列之研究

學生在生活中常常不知不覺地彎腰駝背,導致姿勢不良,造成肌肉以及骨骼受傷,通常在健康檢查照X光才有所發現,為時已晚。「挺立」系統設計的TM POSE在不同情況下平均準確度達80%以上;全身辨識部分準確度也達85%。此系統設定TM POSE當作第一層把關,若辨識後的信心度不足0.8,透過MQTT,啟動第二層全身辨識系統,最終的判讀結果透過語音朗讀的機制即時回饋給使用者,即時提醒身體何處「姿態不良」,可盡快調整站姿。「挺立」系統當作「不良姿態」檢測的把關先鋒,照顧所有師生,讓我們避免於脊椎病變引起的疾病,實屬不易。

Dear NEMO~How are you?-動態位置捕捉海水魚及監控環境條件

網路上已經有很多人在做遠端的魚缸環境監控,但監控好環境條件,魚也不一定過得好,本實驗則是導入魚活動的參數,直接分析魚的活動力,以最直接的方式去觀測小丑魚的舒適程度。 本實驗研究目的為利用Arduino監測系統,監測裝置,並應用Blynk程式繪製環境數值趨勢變化圖。 本實驗的監控變因分為四個:水溫、pH值、水濁度,利用Blynk程式建立起一個能長時間即時監控及紀錄的系統,並建立起警示系統作為提醒裝置。 本實驗更進一步的結合Pixy Cam的監控系統,改變溫度及光照週期,並結合Raspberry pi的數據處理功能,自動處理龐大的數據,探討此兩變因對小丑魚活動力的影響。 此實驗是個發想,自動追蹤紀錄並處理大數據,此方法在未來可用來延伸研究養殖小丑魚的各種行為模式。

Combinatorial Properties of Non-isomorphic Caterpillars

一個連通圖其結構中若沒有包含任何的圈,則將此圖稱為樹狀圖(tree)。若樹狀圖 的頂點 滿足 ,則 即為 的『葉子點(leaf)』。將一個樹狀圖中以一筆不間斷經過最多頂點的路徑,稱為『主幹』,若此樹狀圖滿足所有的leaf皆與主幹上的點相連,則特別將此樹狀圖稱為『毛毛蟲圖(caterpillar)』。本文的研究是對於有 個頂點, 個leaf的毛毛蟲圖,在不同構的情況下,探討各類毛毛蟲圖的結構變化、對偶關係,在數量上建立遞迴關係、探討組合意義以及相關的應用。

超越極限的鋰離子二次電池

本科展在於改良鋰電池正極材料LiNi0.8Co0.2O2的物理性質及電化學性質。一般商業化的粉體材料,通常經由傳統的固態混合法,將Ni0.8Co0.2(OH)2與Li2CO3混合燒結而產生的材料粉體,此粉體呈現不規則的粒子形態及表面結晶顆粒不均。一般來説,不規則粒子內部有嚴重的結塊與橋構,這現象導致粉體有很多空隙及流動性不佳。此外,球狀粉體比不規則狀粉體容易覆膜均勻。因此球狀結構將變成一個改善材料粉體LiNi0.8Co0.2O2的期望方法,本科展利用共沉澱法製備球狀先驅物Ni0.8Co0.2(OH)2,然後再比較傳統的固態混合法,與本科展設計的溶液分散法及共沉析出法,三種不同方法所製備出來的粉體材料的優劣性,經過實驗證實,共沉析出法所製備出來的材料粉體,有最好的電容量與大電流放電能力及循環壽命,是個良好的改善材料的方法;反觀溶液分散法,不但材料沒有改善,反而造成更多的缺陷。