全國中小學科展

臺灣

一種新的圖形導覽介面

利用電腦瀏覽圖形式資訊的時候,常受到螢幕空間大小的限制,沒有辦法在顯示圖形整體結構的同時也顯示細節部分。超廣角鏡頭是一種短焦距、大視角的相機鏡頭,鏡頭成像的時候,會有中間部分放大而周邊部分縮小的情形,藉由這個特性,我們發展出了一種新的圖形導覽介面,在瀏覽圖形式資訊的時候,有個圓形區域,該區域可隨著使用者的意願而自由移動,而區域內的圖形是以模擬超廣角鏡頭成像的方式呈現,且能夠與圓形區域外的圖形做銜接,如此,在瀏覽圖形式資訊的時候,除能夠顯示整體的結構外,也可以不開啟新視窗及無遮蔽的方式,即時地將想要觀察的部分做局部放大以展現細節。

愛吃地瓜的小珠

珍珠奶茶是臺灣首屈一指的手搖飲,但珍珠製作過程中,可能添加一些成分影響健康。本研究以市售地瓜粉探討珍珠在不同黑糖、水、地瓜粉的比例下;不同的保存模式及蒸煮條件下,對珍珠口感與味道的影響,藉此推論出影響珍珠彈性及口感的因素。並以金山地瓜自製成地瓜粉,利用此地瓜粉製作成珍珠和市售地瓜粉製作成的珍珠進行比較,分析兩者的差異性。希望藉由此研究,找出影響珍珠好吃的因素,並用自製的金山地瓜粉,做出好吃而且食材最天然的珍珠。

除油利器,天然的最好 -- 環境中具降解油汙能力之微生物研究

目前研究的嗜油菌主要是分解石油(碳氫化合物),不過從生活中所排出的油(三酸甘油酯),也是一大污染源。本研究目的為篩選可分解三酸甘油酯之微生物,並探討其特性及降解油污的能力。從有油污的環境分離出三種對於日常生活中的油污具降解效果的菌株,利用16S ribosomal RNA gene進行菌種分析鑑定為Ralstonia sp.TFD41、Pseudomonas putida strain II-B、Sphingomonas sp.NC110。Ralstonia sp.TFD41較佳的生長環境為30℃、pH8,偏鹼,革蘭氏陰性菌;Pseudomonas putida strain II-B較佳的生長環境為30℃、pH6-10,偏鹼,革蘭氏陰性菌;Sphingomonas sp. NC110最佳生長環境為30℃、pH4-8,偏酸,革蘭氏陰性菌。而菌種在炸時越長的油中生長情形越差。而在家庭污水中的生長菌數最多的為Sphingomonas sp.NC110M。放入1000ppm油的培養基中,以Sphingomonas sp.NC110的降解油污的能力為最佳、Ralstonia sp.TFD41的降解速度最快。在家庭汙水中Ralstonia sp.TFD41 + Pseudomonas putida strain II-B的生長狀況最穩定。未來預期能培養嗜油菌,將其放回環境中,降解環境中的油汙,以減少油汙對於環境的汙染,還給生物乾淨的生活環境。

旗海飄揚—旗面波之探討

無意間在某大學的科學討論版中,發現有人提問了一個關於旗子的問題,但遲遲無人回應。 \r 經過仔細思考這個問題後,想起許多旗幟在空中隨風飄揚的景象,那些旗子似乎有著一定的律動,而這個律動中,風扮演著一個十分重要的角色,不禁使我感到好奇:「風與旗子的擺動究竟有什麼關係?」,恰好有研究的機會,於是就以『旗海飄揚------旗面波之探討』為題目,展開了一系列的研究。

低頭「響」起-智慧正姿訓練矯正頭帶

本研究主要為設計一套能主動偵測如低頭等姿勢不良之穿戴式裝置,並利用行動裝置紀錄姿勢不良次數及頻率,以及自動產生圖表方便分析閱讀。 本研究的作品具體積小並有鬆緊裝置,不需要量身訂做,人人皆可使用,在姿勢不良時,以能產生簡單、有效的警示為主要考量。而當使用者姿勢不良時,能即時以燈號或聲響提醒使用者修正姿勢,並且籍由Arduino單晶片及藍牙協定的概念將訊號傳送手機,再將資料經由手機上傳至雲端,使用者可從數據資料判斷穿戴頭帶者自己的姿勢不良傾斜之時間長短、角度與次數,進而協助使用者矯正姿勢,保持健康的體態,促進健康。

反轉式風力發電之磁浮轉子研究之探討

本研究的風力發電裝置除了在轉子裝上旋翼外,再將定子裝上另外反轉旋翼,並分析單雙組旋翼在不同電阻、風速等變因下所受的影響,以及磁浮軸承的擺動軌跡。以QBLADE軟體設計旋翼,並以飛機木製作。利用送風機產生風能,以自耦變壓器控制風速、可變電阻改變電阻並進行單雙組旋翼測量;用不同水平力施於磁浮軸承,觀察其擺動。最後將測得數據製成Excel圖表,分析趨勢。

利用電化學探討土壤奈米粒子對重金屬的吸附

由於工商科技的發展帶給環境負面的影響日漸嚴重,其中尤以重金屬對台灣環境的影響較為顯著,故探討能移除排放廢水中的重金屬之有效天然資材有其重要性。以台灣天然存在之大地資源土壤中的奈米粒子來進行對汞、鎘的吸附,試驗結果得知,台灣三種代表性土類土壤中的奈米粒子確實能有效地吸附汞離子和鎘離子,且其中以對汞的吸附要大於對鎘的吸附。屬於砂頁岩沖積土的奈米粒子對汞、鎘的吸附最大,其次是黏板岩沖積土的奈米粒子,而最小的則是屬於台灣紅壤的奈米粒子。以上結果經由電化學方波伏安法的測定、電導度計法的測定與發芽率試驗結果都有相同的趨勢,顯示土壤奈米粒子可用來當作移除汞、鎘等重金屬的天然資材。 ;Effects of heavy metals are significant in Taiwanese environment due to serious impact of environment was made by development of industry and commerce. Therefore, study of removing heavy metals from waste water by natural materials is important. We need nanoparticles of natural soils to study the adsorption of mercury and cadmium ions. The experimental results indicated nanoparticles of three represent soil groups in Taiwan could adsorb effectively mercury and cadmium ions, and the adsorption of mercury ion was more than that of cadmium ion. The nanoparticles of sandstone-shale alluvial soil had largest adsorption for mercury and cadmium ions, and next for that of slate alluvial soil. The nanoparticles of red soil had smallest adsorption. All results were proved by voltammetry of electrochemistry, conductivity method and germinant percentage of vegetable seed. That obviously revealed soil nanoparticles could remove effectively mercury and cadmium ions.

鉛萬別放棄-硫酸鎂對失效鉛蓄電池的影響

車用電瓶的蓄電力下降主因為極板產生了不可逆的硫酸鉛結晶,俗稱硫化。使電池恢復效能的方法之一:加入含硫酸鎂的化學試劑。本實驗利用鉛片自製蓄電池,模擬生活中電瓶在重覆使用下,其正、負極產生硫酸鉛的情形,並測定放電續航力。在電解液中加入不同濃度的硫酸鎂,其對極板結晶與放電續航力的恢復率呈正相關;實驗中發現,硫酸鎂會降低充電時陰極產生氫氣的速率。接著探討在不同的時機點加入硫酸鎂,結果顯示在充電前加入硫酸鎂的效果最佳。進一步研究不同鹽類(鎂鹽或硫酸鹽等),其中只有硫酸鋁可提升續航力,而硫酸鋁、硫酸鎂和硫酸鉛三者皆為單斜晶系。最後,我們將此結果運用到車用電瓶上,發現硫酸鎂對其續航力確實有明顯提升。

『凸』子跟著太陽走,開啓冷熱電光秀 - 運用毛細現象以太陽能淡化海水系統的設計與製作

本組利用太陽能來淡化海水並以溫差來發電,實驗的創新項目:首次利用棉線的毛細作用將海水引至加熱機構裡,再以菲涅耳透鏡聚焦太陽熱能,蒸發加熱機構內的海水,蒸氣經鋁管自然冷卻,可析出鹽度降低的海水,並同時利用溫差來發電,所以本設備可作為海上之緊急狀況備援,以應製水與用電需求。本組實驗機構有以下功能: 1. 海水淡化:加熱機構在達到可蒸發海水的溫度下,運用棉線的毛細作用與水的蒸發冷凝變化,可產出淡化海水直接使用,或經過重複淡化,最終可以成為純水。 2. 加熱機構之保溫功能:當太陽光短暫不足時,仍可使溫差發電片持續發出電力供緊急使用。 3. 結晶鹽的利用:加熱機構將鹽分結晶保存於槽區,易於取出使用,並簡化保養維護工作。

「匿」來順受?「情」何以堪—以情感需求探討青少年之匿名留言行為

本研究旨在探討青少年的情感需求、個人因素(性別、年齡等)和匿名留言動機之間的相關性,並比較不同留言動機是否影響自我揭露面向。研究者以臺灣本島12至18歲的青少年為研究對象,採便利抽樣方式發放紙本及網路問卷,有效樣本共580人。問卷資料以描述性統計、相關分析、單因子變異數分析和迴歸分析進行檢定,結果顯示:青少年的情感需求和匿名留言習慣與動機呈正相關。而青少年在個人抒發情感時,留言內容沒有特定正向或負向,且會增加留言數量與完整度。但青少年將留言動機建立於他人時,留言內容會偏負向,試圖以此獲得回應或影響他人對某人、事、物的看法。最後,本研究根據研究結果提出相關建議,供教育界、輔導單位和後續研究者參考。