科學探索計劃中小學學生親身體驗微奈米科技光華女中親身體驗...

科學探索計劃─

中小學學生親身體驗微奈米科技

光華女中親身體驗活動

活動日期

98 年 11 月 06 日、11 月 13 日、11 月 20 日、11 月 27 日

活動對象

光華女中高一學生 20 名

活動地點

成功大學工程科學系 41111 室

參與人員

現場攝影記錄人員馬鳳敏、活動小助教林志信、蘇桂令、徐慶崴、陳英

傑、李孟軒等六員

辦理單位

1. 主辦單位：國家科學委員會科學教育發展處

2. 承辦單位：國立成功大學

國立成功大學微奈米科技研究中心

國家實驗研究院國家晶片系統設計中心

總計劃主持人：成大奈微所李旺龍副教授

(NSC 98-2515-S-006-001-MY4)

共同主持人：成大奈微所林仁輝所長

國家晶片中心莊英宗組長

子計畫一主持人：成大資管所謝佩璇助理教授

(NSC 98-2515-S-006-001-MY1)

子計畫二主持人：成大奈微所李旺龍副教授

(NSC 98-2515-S-006-001-MY2)

子計畫三主持人：成大工科系林裕城教授

(NSC 98-2515-S-006-001-MY3)

1

親身體驗活動報告書目錄

一、活動日期 …………………………………………………… 3

二、活動對象 …………………………………………………… 3

三、活動地點 …………………………………………………… 3

四、參與人員 …………………………………………………… 3

五、辦理單位 …………………………………………………… 3

1. 主辦單位 …………………………………………………… 3

2. 承辦單位 …………………………………………………… 3

六、活動規劃 …………………………………………………… 4

七、活動成果 …………………………………………………… 5

1. 活動紀錄 …………………………………………………… 5

2. 學習成效評估 ……………………………………………… 8

3. 活動花絮 ………………………………………………… 10

4. 活動感想 ………………………………………………… 20

5. 親身體驗活動問卷統計結果 ……………………………… 22

6. 學員心得報告 …………………………………………… 28

八、附錄

附錄一：光華女中親身體驗活動學員名單 …………………… 67

附錄二：親身體驗活動講義 …………………………………… 68

2

附錄三：模組學習單 ………………………………………… 100

附錄四：親身體驗活動問卷 ………………………………… 111

3

科學探索計劃─中小學學生親身體驗微奈米科技

光華女中親身體驗活動報告

一、活動日期

98 年 11 月 06 日、11 月 13 日、11 月 20 日、11 月 27 日

二、活動對象

光華女中高一學生 20 名

三、活動地點

成功大學工程科學系 41111 室

四、參與人員

現場攝影記錄人員馬鳳敏、活動小助教林志信、蘇桂令、徐慶崴、陳英

傑、李孟軒等六員

五、辦理單位

1. 主辦單位：國家科學委員會科學教育發展處 2. 承辦單位：國立成功大學

國立成功大學微奈米科技研究中心

國家實驗研究院國家晶片系統設計中心

總計劃主持人：成大奈微所李旺龍副教授

(NSC 98-2515-S-006-001-MY4)

共同主持人：成大奈微所林仁輝所長

國家晶片中心莊英宗組長

子計畫一主持人：成大資管所謝佩璇助理教授

(NSC 98-2515-S-006-001-MY1)

子計畫二主持人：成大奈微所李旺龍副教授

(NSC 98-2515-S-006-001-MY2)

子計畫三主持人：成大工科系林裕城教授

(NSC 98-2515-S-006-001-MY3)

4

六、活動規劃

日期；時間 11/6(五) 11/13(五) 11/20(五) 11/27(五)

08:10~08:40

課程講解

(尺寸效應；

自組裝)

課程講解

(光的奧妙)

課程講解

(神奇的八爪

手)

學生心得

報告

08:40~08:45 休息休息休息

08:45~09:15

模組實驗

(小心不要熔

掉；不自由落

體；天然ㄟ尚

好；神奇泡

泡)

模組實驗

(光的奧妙)

模組實驗

(神奇的八爪

手)

09:15~09:25 休息休息休息

09:25~09:55 課程講解

(蓮花效應)

課程講解

(藏身泡麵中

的大秘密)

課程講解

(親人間特有

的文字)

09:55~10:00 休息休息休息

10:00~10:30

模組實驗

(親疏水怎麼

分；燒焦怎麼

辦)

模組實驗

(藏身泡麵中

的大秘密)

模組實驗

(親人間特有

的文字)

5

七、活動成果

1. 活動紀錄 A. 11 月 06 日經一系列的活動之後，李旺龍老師邀請到光華女中在 11 月每週週五來成

大參與科學探索計畫，與我們一同體驗科學樂趣。

在 11 月 6 日的活動中準備的題目與模組分別有尺寸效應、蓮花效應與自

組裝三項主題，整個實驗分做兩部份，分別是第一階段課程原理解說與

第二階段體驗操作：

(1)在課程解說部份，由於這次學生剛升上高一，所以在講授課程時會比

較注意，一些名詞對我們來說或許稀鬆平常，但是對她們而言卻是從未

接觸過，所以有專業的字詞出現都是要先加以解釋再套入課程中，所以

花費的時間比預期的行程還久，雖然延遲到了活動的進行，但對學生的

理解會更有幫助。

(2)在體驗操作部份中：

在尺寸效應模組小心不要熔掉與不自由落體中，學員們的確可從燃燒的

鋼絲絨中瞭解小體積所帶來的效應，而在不自由落體模組的安排中，學

員們對最後結果答案猜測可說是千奇百怪，不過經過示範與解說後，學

員終於能瞭解模組原理。

在蓮花效應二模組中，我們依然先安排學員們先體驗蓮花效應的奇特之

處，畢竟不論他人怎樣形容，圖片再怎好看，都不比眼前實物還真實，

而學員們也對芋頭葉的蓮花效應現象感到驚奇，都很樂意親自體驗看看

蓮花效應，不過在燒焦怎辦模組中，學員們花費了一番功夫才上手，因

為幾乎每個人，不論是第一個或是最後一個體驗的學員，都燒壞了二個

杯子才成功，不過萬幸是大家最後都成功。

在自組裝模組中，除了利用簡單的方法示範自組裝原理之外，在神奇泡

泡模組中學生們可說玩得不亦樂乎，學員在小助教解說完後馬上開始晚

起泡泡來，彼此之間還互相比較誰的泡泡吹比較大顆，誰的泡泡稱比較

久才破，非常有意思。而在接下才的泡泡科學小測驗中，學員們能猜出

泡泡五顏六色的原因，所以講解起來並不困難，也相信模組會帶給他們

不小的收穫。

6

B. 11 月 13 日

繼八月、九月及十月的科普活動之後，因已經有累積對小學生與高

中生的教學經驗，故在課程教材準備也較駕輕就熟。此次活動對象

是光華女中高一的學生，20 位高中女學生相較於小學及南一中的學

生，較為有秩序及認真。

這次活動準備了 3 項模組：

光的奧妙模組中，我們先以原理說明開場，敘述奈米尺度下產生的

光學現象，如光子晶體產生的干涉或繞射等，並由此開始解釋說明

光子晶體從發現到現今被研究的成果，自然界有何光子晶體的造物

等等，豐富學員科學知識；而在模組操作中，我們先用特製的數字

卡說明光線折射會發生數字改變的有趣現象，在學員猜測完可能的

原因後我們就公佈正確原理，並串聯起課堂所述的例子，之後我們

讓學員們自由發揮想像力製作卡片，她們做出許多有趣的成果，如

愁臉變笑臉、東西變不見或是寫上自己名字等。

藏身泡麵中大秘密模組開始時，學員們第一句話就是"等等會有泡麵

嗎？我們能不能吃呢？＂，令人莞爾，後來經過原理說明後，學員

才瞭解了模組的的意涵與未來發展潛力，接下來操作部分學員們興

致非常高昂，大家都想試試看自己能凝結出多長的褐藻酸鈣，而且

每個人凝出自己的成果後都很快樂的合影留念，相信這個模組將會

對她們印象深刻。

愛恨分明的小水珠模組中，學員們聽完說明後開始操作，操作時花

樣真是千奇百出，有倒著磨、放在桌上磨、兩手一手執砂紙一手螺

帽互磨等等，這些花招都快晃花了我們的眼睛，我們只好一一幫她

們指正哪些磨法很容易失敗磨不出結果來，經過我們修正後學員們

也很快上手，大部分都能磨出親水表面，活動可稱成功。

7

C. 11 月 20 日

在實驗開始前我們都會先做一番講解，學生都很仔細的聽著步驟，接著

輪到學生操作時，跟前幾次的活動有著不一樣的感覺，也許是女生比較

不會鬧著亂玩實驗跟破壞器材，跟我們的互動很好也很活潑，所以學習

效果也相對提高很多。

在神奇的八爪手模組中，雖然微量吸管對她們而言都很陌生，但當助教

以小問題測試她們時，學生皆能與助教有良好的互動，且此實驗部份每

個學生也都會親身操作實驗，體驗實驗樂趣。

親人間特有的文字模組時，因分生的原理對她們而言本來就很深奧，但

助教藉由生活實例將概念傳授給她們，學生的反應熱烈對理論或實驗常

常會有舉一反三的行為，聯想力也遠比想像還要好，能利用小小提示就

想到生活例子來作結合。在電泳實驗中，每個人都很好奇這實驗的奧妙，

實驗時甚至會提出小問題反問助教，且會小心的使用器具，參與度跟配

合度都非常好，秩序也很好，不會吵鬧嘻戲，相信在此次活動之下女中

學生必能體驗出科學的樂趣。

對於第一次參觀實驗室的她們，似乎對所有的研究設備充滿好奇心，因

此我們實驗簡介的重點就著重於此次科普活動所使用的儀器特別，以增

進學生對原理的了解，簡介過程中學生也會對不同的儀器提出小小的詢

問，而對實驗室的實驗老鼠，更是感興趣，每個人看到老鼠臉上都露出

驚訝的表情，爭相取出手機拍攝以留下美好的回憶。

8

2. 學習成效評估 A. 11 月 06 日 (1)由問卷統計結果顯示在活動前與活動後學生們對於有關奈米科技的

問答成績沒有差異，著實令我們意外，可能原因有是：

第一是教學內容的問題，因為光華女中參與活動的時間大約 2小時，要

兼顧授課與親身體驗活動蠻有難度的，加上每一組別人數約 7人，需要

不少時間才足夠給每一學生親身體驗到我們準備的模組，無形中壓縮到

授課時間，我們因應的方式是減少一些內容並講解快一些，所以導致學

生聽不懂時來不及反應就繼續往下聽了，使的教學效果不彰，反應在問

卷上的結果也就不樂觀。

(2)問卷結果中指出小心不要熔掉與親疏水怎麼分模組的測驗題學員在

親身體驗之後依然答錯，原因可能在於小心不要熔掉模組主只在於說明

表面積增大的效應，但體積變小表面積增加的概念或許講的不夠清楚，

導致學員不能完全理解模組意含；而親疏水怎麼分模組是要展現蓮花效

應性質，應在操作完後就疏水現象加以說明，提高學員理解度。

(3)本次問卷有請學生紀錄較難理解部份，其中自組裝主題因為內容較為

抽象，所以學員理解上便顯困難，可以子計劃一針對自組裝主題設計動

畫，或是我們準備一些短片說明等等，藉由其他方式讓學員更能進入狀

況。

B. 11 月 13 日

(1)由問卷統計結果顯示在活動前與活動後學生們對於有關模組的問答

成績有些退步，著實令我們意外，可能原因是在實驗說明時未能清楚表

達我們的意思，內容可能過於艱難增加學生理解問題，我們會再針對模

組內容做出修正，以期增加活動成效。

(2)問卷結果中指出藏在泡麵中的大秘密模組的測驗題學員在親身體驗

之後依然答錯，原因可能在於我們講解科學原理時內容還不夠清楚，而

且我們引用許多實例與生活應用，太多例子可能反而讓她們抓不到重

點，我們或許可就其中幾項實例做深入介紹，讓她們能完全理解運作原

理。

(3)本次問卷中學生反應較難理解部份是愛恨分明小水珠模組，因為模

組介紹我們偏重親水與疏水性的比較與各特性的成因，實驗用具會怎麼

磨出親水性只做簡單說明，所以學員會對模組操作產生疑問，之後我們

會再貼近實驗做說明，以免相同情形再次發生。

9

C. 11 月 20 日

(1)由問卷統計結果顯示在活動前與活動後學生們對於有關模組的問答成績進步，令我們感到開心，不過由於這次活動內容偏重於生物化學與

分子生物學部份，學員比較難理解，所以總成績計算下來並未有明顯提

高，算是美中不足之處。

(2)問卷結果中指出親人間特有的文字模組的測驗題學員在親身體驗之後依然答錯，原因應是在於課堂所說明之內容對他們而言算難度很高，

所以造成有聽沒有懂的情況，針對她們內容要再修正才可符合她們程度。

(3)本次問卷中學生反應較難理解部份是上課內容，由其一些如 DNA、RNA、PCR 等等字詞，更是異常陌生與不解，我們需要再做更簡單的解釋使得學員們能夠理解這些詞得意義才行。

10

3. 活動花絮

A. 11 月 06 日

李老師介紹活動的目標與科學的樂趣

學生們專注聽講的情景

活動就由科學知識大觀開始吧

學生們專注聽講的情景

11

小助教介紹實驗內容與目標

隨行老師與學生ㄧ起同樂

自由落體猜謎遊戲，你答對了嗎？

聽完小助教賣力的講解，你知道了多少!

12

先來試試疏水性的神奇之處吧

大家是不是都看到滾動的水珠了呢？

體驗完疏水性後就自己來作依個疏水表面吧

小助教實驗整備中，敬請期待

13

妳能吹出多大的泡泡呢？

回憶兒時趣，體驗科學奇，都在泡泡裡

泡泡小秘密就聽小助教娓娓道來

活動最後就寫下大家的收穫吧

14

B.11 月 13 日

看到的一定是真的嗎？

再看小助教怎麼變魔術吧

科學魔術大揭秘，你猜中了嗎？

自己也變個魔術吧

15

讓我們來試試學生的創意吧

多發揮創意，看誰最神奇

科學魔術秀二部曲，燒杯中有東西嗎？

小助教與學生的密切互動

16

C. 11 月 20 日

右圖為同學上課情況，大家都很認真聽講解

右圖正在說明微量吸管的構造及使用方法

左圖正在解說跑電泳實驗的原理

17

右圖為講解用來分析 DNA 的電永圖譜分析的

投影片

左圖為講解 PCR 基因放大的連鎖反應，同學非

常認真的在聽課

右圖為助教正在講解跑電泳的實驗，同學的參

予度都很好

18

左圖為同學正在聽助教講解實驗流程，大家都

很仔細的聽，仔細的看著助教操作

右圖為同學自行操作跑電泳的實驗，同學一起

討論跟配合操作

左圖可看出同學和助教的互動性良好，有問題

就會發問，也認真的寫著學習單

19

右圖為同學自行操作微量吸管，大家正在輪流

嘗試。

右圖學生正在進行成果報告

左圖為光華女中科普活動圓滿結束留念

20

八、活動感想

A. 11 月 06 日

(1) 這次光華女中行程算非常趕，幾乎在每組體驗完後就急急忙忙換組才勉強在間間內結束此次活動，而且這還是建立在我們省略部分原理說明的

情況之下才能達成，以後安排行程除了內容豐富度還應該考慮時間，以

彰計畫成效。

(2) 光華女中的同學在活動中的提問與回饋較少，大多時間都是用在操作模組上，雖然我們未能得到她們的建議，但也希望她們有所收穫。

(3) 在體驗模組時我們舉例說明各項原理時，學員們都若有所悟覺得原來這些現象那麼神奇，不過因時間關係所以我們沒給她們時間思考，大部份

會直跟告訴她們答案，算美中不足之處。

(4) 學問們時會互相討論，有違問卷答題精神，若有相似情形應加以勸導制止。。

(5) 有些學員比較靦腆，不懂時會不好意思開口，故在活動時我們應注意學員的學習狀況。

B. 11 月 13 日

(1)光的奧妙模組課程講述內容太難，學生有許多名詞聽都還沒聽過，導致她們只是記下上課內容而非真正理解，有違活動本意，我們會針對內容好好再

次修正。

(2)學員們在操作玩模組後，我們可以多準備一些與模組相關的例子來問問同學理不理解為何做這個模組，以增加活動成效。

(3)在體驗模組時我們舉例說明各項原理時，學員們都若有所悟覺得原來這

些現象那麼神奇，不過因時間關係所以我們沒給她們時間思考，大部份會直

跟告訴她們答案，算美中不足之處。

(4)學員們寫問卷時有些隨意，不懂會相互交頭接耳，所以反應出來的成績

會有誤差，以後我們要注意避免這種情形再次發生。

C.11 月 20 日

(1)親人間特有的文字模組課程講述內容太難，學生有許多名詞聽都還沒聽

過，我們會針對內容好好再次修正。

21

(2)受微量滴管數量所限，學員們花比較多時間才一個個傳完操作過，我們

需要針對這部分做其他更有效率的安排，不然在個別試驗實有許多學員會晾

在那，無形中浪費時間。

(3)對於參觀實驗室學員們展現出非常濃厚的興趣，以後這部分可納入行程安排，增加活動豐富性。

(4)雖然課程較艱深，但學生對於親子鑑定的相關知識仍會想深入了解，有同學於電泳操作過程中還會問助教一些相關問題，助教也不吝嗇為其解答。

22

2009 年 11 月 06 日

光華女中問卷統計結果

前測：20 位學生獲得平均分數 1.70，標準差 0.865

後測：20 位學生獲得平均分數 1.70 (沒差異！)，標準差 0.733

前後測差異分析：沒有任何顯著差異!!!，t =0 (p=1) 天啊~這群學生是怎麼了??

平均分數相差 0 (標準差 1.076)

前後測差異分析(依主題和模組) 學生們在實驗之後仍然答錯的題目是：

16.3 小心不要熔掉

16.4 不自由落體

16.7 親水、疏水怎麼分

16.8 燒焦怎麼辦

Frequency Percent

Valid

Percent

Cumulative

Percent

Valid 16.3 15 39.5 39.5 39.5

16.4 7 18.4 18.4 57.9

16.7 14 36.8 36.8 94.7

16.8 2 5.3 5.3 100.0

Total 38 100.0 100.0

後測分析 (實驗設計與生活關聯性) 還算不錯!

N Minimum Maximum Mean

Std.

Deviation

16.3 小心不要熔掉 20 3 9 6.80 1.98916.4 不自由落體 20 4 9 7.15 1.56516.7 親水、疏水怎麼分 20 2 9 6.55 2.13916.8 燒焦怎麼辦 19 5 9 7.32 1.635Original 20 6.955 1.832

後測分析 (實驗設計滿意度) 都很高!尤其是 16.8


Std.

Deviation

16.3 小心不要熔掉 20 4 9 7.65 1.63116.4 不自由落體 20 5 9 7.80 1.39916.7 親水、疏水怎麼分 20 3 9 7.90 1.68316.8 燒焦怎麼辦 20 4 9 7.85 1.496Valid N (listwise) 20 7.80 1.5433

p.s.未圈選的不列入計算

23

學生回答最難理解的部份：有些動畫未提供~會摧助教趕快製作!sorry…

木頭在水裡會集合成長方形 2

泡泡上有彩虹顏色是因為水，顏色消失泡泡有跟著不見 3

親水 and 疏水部份 2

奈米講解 2

杯子燒烤 1

彈珠的部份 1

沒有 5

以下是學生未來想從事科學實驗工作的意願：比例還不錯~偏高!

(1: 願意 0: 不願意)

願意:75% 不願意:25%

Frequency Percent

Valid

Percent

Cumulative

Percent

Valid 0 5 25.0 25.0 25.0

1 15 75.0 75.0 100.0

Total 20 100.0 100.0

24

2009 年 11 月 13 日

光華女中問卷統計結果

前測：20 位學生獲得平均分數 2.25，標準差 0.716

後測：20 位學生獲得平均分數 2.05 (退步！)，標準差 0.605

原因就是 “藏身泡麵中的大秘密＂的題目在後測寫錯的學生更多了~ 講解是

否學生都聽清楚了??? 前後測差異分析：沒有顯著差異，t =1.453 (p=0.163)

平均分數相差 0.2 (標準差 0.616)

前後測差異分析(依主題和模組) 學生們在實驗之後仍然答錯的題目是：

16.14 光的奧妙

15.7 藏身泡麵中的大秘密

15.4 愛恨分明的小水珠

Frequency Percent

Valid

Percent

Cumulative

Percent

Valid 15.7 12 100.0 100.0 100.0

p.s. 有 9 位同學的作答中，前後測的所有作答內容是相同的，這比率還蠻高的!!!

而後測作答成績僅有 1位同學是有進步的，感覺學習成果並不佳。

後測分析 (實驗設計與生活關聯性) 還算不錯!


Std.

Deviation

16.14 20 4 9 7.53 1.837

15.7 19 5 9 7.79 1.475

15.4 20 4 9 7.53 1.645

Valid N

(listwise) 20

後測分析 (實驗設計滿意度) 都很高!尤其是 15.7~可是後測很多學生都答錯~

傷腦筋


Std.

Deviation

16.14 20 4 9 7.80 1.765

15.7 20 5 9 8.05 1.395

15.4 20 4 9 7.85 1.663

Valid N

(listwise) 20

p.s.未圈選的不列入計算

25

學生回答最難理解的部份：

摩螺絲為什麼要分粗細砂紙 2 (我覺得這個問題很好! 為什麼阿?)

光的全反射

上課講解的部份

蝴蝶的翅膀的原理

泡麵中的大秘密

以下是學生未來想從事科學實驗工作的意願：比例下降(上星期 75%)

(1: 願意 0: 不願意)

願意:70% 不願意:30%

Frequency Percent

Valid

Percent

Cumulative

Percent

Valid 0 6 30.0 30.0 30.0

1 14 70.0 70.0 100.0

Total 20 100.0 100.0

26

光華女中問卷測驗結果

98/11/20

(未進行實驗之前，2題全作答)

前測：20位學生獲得平均分數 1.2，標準差 0.523

第一題(15.8)：答對 95% 答錯 5%

Frequency Percent Valid Percent

Cumulative

Percent

Valid wrong 1 5.0 5.0 5.0

correct 19 95.0 95.0 100.0

Total 20 100.0 100.0

第二題(15.14)：答對 25% 答錯 75%


Cumulative

Percent

Valid wrong 15 75.0 75.0 75.0

correct 5 25.0 25.0 100.0

Total 20 100.0 100.0

後測：20位學生獲得平均分數 1.4(進步) ，標準差 0.598(上升)

第一題(15.8)：答對 100% 答錯 5%(無差異)


Cumulative

Percent

Valid wrong 1 5.0 5.0 5.0

correct 19 95.0 95.0 100.0

Total 20 100.0 100.0

第二題(15.14)：答對 45% 答錯 55%(進步)


Cumulative

Percent

Valid wrong 11 55.0 55.0 55.0

correct 9 45.0 45.0 100.0

Total 20 100.0 100.0

前後測差異分析：無顯著差異，t =‐1.165 (p=0.258)

平均分數相差 0.2 (標準差 0.768)

前後測差異分析(依主題和模組)

27

學生們在實驗之後仍然答錯的題目是：

不一定每位同學都有前後測都錯的題目，也有同學前後測錯的題目超過 1

題，所以樣本數不等於學生的數目。

15.8 神奇的八爪手

15.14 親人間特有的文字


Cumulative

Percent

Valid 15.14 9 100.0 100.0 100.0

PS.有 8位同學的作答中，前後測的所有作答內容是相同的，比率蠻高的!!!(跟之

前的紀錄相比。)而後測作答成績有 6位同學是有進步的(是目前最理想)。

學生後測總共答錯 12題，其中有 9題是前後測都答錯的，

所以重複答錯的比率是 75%

以上代號請參考測驗卷，並給予修正以利接下來研究進行

後測分析(實驗設計與生活關聯性)

N Minimum Maximum Mean Std. Deviation

15.3 19 2 9 5.89 2.025

15.14 19 4 9 7.58 1.610

Valid N (listwise) 20

奈米科技的應用

成大實驗室的奈米實驗高一仁陳宣坊24

摘要摘要

蓮葉表面具有超疏水以及自潔的特性落• 蓮葉表面具有超疏水以及自潔的特性。落在葉面上的雨水會因表面張力的作用形成水珠只要葉面稍微傾斜，水珠就會滾離葉面。經過一場傾盆大雨，蓮葉的表面總是面經過一場傾盆大雨蓮葉的表面總是能保持乾燥，滾動的水珠會順便把一些灰塵污泥的顆粒一起帶走達到自我潔淨的塵污泥的顆粒一起帶走，達到自我潔淨的效果，這就是蓮花總是能一塵不染的原則。

蓮花效應蓮花效應

在電子顯微鏡下蓮葉的表面具有大小約• 在電子顯微鏡下，蓮葉的表面具有大小約5~15微米細微突起的表皮細胞表皮細胞上又覆蓋著一層直徑約1奈米的蠟質結晶。蠟質結晶本身的化學結構具有疏水性，所以質結晶本身的化學結構具有疏水性所以所以當水與這類表面接觸時，會因表面張力而形成水珠再加上葉表的細微結構之力而形成水珠，再加上葉表的細微結構之助，使水與葉面的接觸面積更小而接觸角變大因此加強了疏水性同時也降低污變大，因此加強了疏水性，同時也降低污染顆粒對葉面的附著力。

表面細微的奈米結構在自潔功能上扮演著• 表面細微的奈米結構在自潔功能上扮演著關鍵的角色。水珠與葉面接觸的面積大約只佔總面積的2~3%，若將葉面傾斜，則滾動的水珠會吸附起葉面上的污泥顆粒，一動的水珠會吸附起葉面上的污泥顆粒一同滾出葉面，達到清潔的效果；相形之，在同樣具有疏水性的光滑表面水珠只會在同樣具有疏水性的光滑表面，水珠只會以滑動的方式移動，並不會夾帶灰塵離開，因此不具有自潔的能力因此不具有自潔的能力。

目前蓮花效應的概念主要是應用在防污• 目前蓮花效應的概念主要是應用在防污防塵上，透過人工合成的方式，將特殊的化學成分加入塗料、建材、衣料內等等，使其具有某些程度的自潔功能，以等使其具有某些程度的自潔功能以實現拒水防塵的目的。

成大實驗心得成大實驗心得

超級高興可以去成大做實驗不管是走到• 超級高興可以去成大做實驗ㄉ.不管是走到那邊ㄉ路程中或是做實驗ㄉ時候都讓我感ㄉㄉ到非常ㄉ開心.非常感謝玫穎主任和霞霞主任帶我們去成大也謝謝成大ㄉ李旺龍教授任帶我們去成大.也謝謝成大ㄉ李旺龍教授.林裕城教授和所有ㄉ大哥哥大姐姐帶我們做完這些實驗這些難忘ㄉ經驗我永遠不會做完這些實驗.這些難忘ㄉ經驗我永遠不會忘記ㄉ^^

成大科學探索成果發表成大科學探索成果發表

光華女中光華女中

高一仁 - 陳韻文

在11/6~11/20這幾天的課程當中，在11/6~11/20這幾天的課程當中，我們總共做了這幾個部分的實驗。

1.小心不要被熔掉

” “自由落體7.光的奧秘

2.”不“自由落體

3.親、疏水怎麼分?8.藏身泡麵中的大秘密

9 愛恨分明的小水珠4.燒焦怎麼辦?

5 天然ㄟ尚好

9.愛恨分明的小水珠

10.神奇的八爪手5.天然ㄟ尚好

6.神奇泡泡 11. 親人間特有的文字

• 在11/13我們做了光的奧妙實驗知道了在水中的光線進入空氣時會發知道了在水中的光線進入空氣時會發生折射,但是當光線進入空氣的角度過大時,不會折射而是發生反射。過大時,不會折射而是發生反射。

• (反射回水中,稱為全反射)

而我想用這個主題，看看折射還有做出什麼其他有趣的實驗?的實驗?

• 折射現束之觀察之一• A 動動手試試看: • (1)在暗室中，使燈光穿透狹縫照向裝水的透明壓克力盒子。如下圖所

示。(2)調整壓克力盒子位置使光線由不同角度入射觀察光線折射情形• (2)調整壓克力盒子位置，使光線由不同角度入射。觀察光線折射情形。

• (3)將水倒掉再試試看有何不同。• (4)換個不同形狀的容器裝水試試看。• (注意 : 光線在純淨的空氣及水中進行時眼睛無法察覺。• (注意 : 光線在純淨的空氣及水中進行時，眼睛無法察覺。• 所以必須使光線稍微斜向圖畫紙照射，以便於觀察)•

• B 想想看為什麼 ?• (1)光線由空氣進入水中，是否產生

折射現象?折射現象? • (2)光線由水中進入空氣，是否也產

生折射現象?• (3)原來的入射方向，與最後離開時( )原入方向最後

之方向，是否平行?

• 折射現象之觀察之一• 折射現象之觀察之一• B 想想看為什麼 ?

• Ｑ.光線由空氣進入水中，是否產生折射現象?Ａ是• Ａ-是

• Ｑ.光線由水中進入空氣，是否也產生折射現象?生折射現象?

• Ａ-是

來的射方向與後離• Ｑ.原來的入射方向，與最後離開時之方向，是否平行?

• Ａ-如右圖所示，射方向與後離之方向應該• 原入射方向與最後離開之方向應該

平行。

光華女中高一多元實驗班的同學感謝你們

• 剛聽到要來的時候，很興奮，因為能到成大是件很不容易的事，• 覺得我們有這個榮幸可以來，真得很開心也很期待• 11/6~11/20這段期間我們做了很多實驗，學習了很多。• 從一開始的期待到後來的不捨• 我們能夠學到這些東西我們能夠學到這些東西• 都是努力教導我們、帶我們實驗的教授大哥哥大姐姐的努力

• 感謝感謝• 李旺龍教授林裕城指導老師謝佩璇指導老師• 林志信輔教人員蘇桂令輔教人員徐慶崴輔教人員陳英傑輔

教人員

• 李孟軒輔教人員馬鳳敏輔教人員

親人間特有的文字

光華女中光華女中高一仁高一仁 3333號號鄭淳卉鄭淳卉

(二)緒論

˙ 研究動機

我會想做這個主題的原因是因為再做實驗的時候讓我覺得很有趣，我想要更深入的了解DNA的一些知識，所以我選擇了這個主題來當我的實驗報告。主題來當我的實驗報告

˙研究目的

電視劇中常常上演認親的戲碼，我有想過鑑定人員到底要怎麼鑑定親子關係呢？所以我希望可以多知道ＤＮＡ到底是什麼？ＤＡＮ又對人類動植物有什麼影響？

(三)文獻探討(三)文獻探討

˙脱氧核糖核酸（英文：D ib l i id 縮寫為DNA）又稱去氧核糖核酸脱氧核糖核酸（英文：Deoxyribonucleic acid，縮寫為DNA）又稱去氧核糖核酸，是一種分子，可組成遺傳指令，以引導生物發育與生命機能運作。主要功能是

長期性的資訊儲存，可比喻為「藍圖」或「食譜」。其中包含的指令，是建構細

胞內其他的化合物，如蛋白質與RNA所需。帶有遺傳訊息的DNA片段稱為基因，胞內其他的化合物如蛋白質與RNA所需帶有遺傳訊息的片段稱為基因

其他的DNA序列，有些直接以自身構造發揮作用，有些則參與調控遺傳訊息的表

現。DNA是一種長鏈聚合物，組成單位稱為核苷酸，而糖類與磷酸分子藉由酯鍵

相連，組成其長鏈骨架。每個糖分子都與四種鹼基裡的其中一種相接，這些鹼基

沿著DNA長鍊所排列而成的序列，可組成遺傳密碼，是蛋白質胺基酸序列合成的

依據。讀取密碼的過程稱為轉錄，是根據DNA序列複製出一段稱為RNA的核酸分

子。多數RNA帶有合成蛋白質的訊息，另有一些本身就擁有特殊功能，例如rRNA

snRNA與siRNA 在細胞內，DNA能組織成染色體結構，整組染色體則統稱為、snRNA與siRNA。在細胞內，DNA能組織成染色體結構，整組染色體則統稱為

基因組。染色體在細胞分裂之前會先行複製，此過程稱為DNA複製。對真核生物，

如動物、植物及真菌而言，染色體是存放於細胞核內；對於原核生物而言，如細菌

，則是存放在細胞質中的擬核裡。染色體上的染色質蛋白，如組織蛋白，能夠將

DNA組織並壓縮，以幫助DNA與其他蛋白質進行交互作用，進而調節基因的轉錄。

註:http://zh.wikipedia.org/zh‐tw/%E8%84%B1%E6%B0%A7%E6%A0%B8%E7%B3%96%E6%A0%B8%E9%85%B8

(四)研究設計

˙研究對象

我研究的對象是某種植物的ＤＮＡ。

˙研究地點˙研究地點我的研究不一定要實驗室才可以做，在一般的教室就可以做了。

˙研究流程

將適量的瓊脂膠粉墨羽緩衝液混合，之後放到微波爐加熱。加熱後溶液狀的

瓊脂膠，加入凝膠模型中，放入齒疏狀製作孔洞。等瓊脂膠凝固之後至於電

泳槽的置膠盤子上然後將之置於置膠座上將ＴＢＥ緩衝液注入電泳槽至泳槽的置膠盤子上，然後將之置於置膠座上，將ＴＢＥ緩衝液注入電泳槽至

液面覆蓋膠體的表面。將ＤＮＡ與染劑混合，使ＤＮＡ分子由染劑掉落膠體

產生的洞中，再將ＤＮＡ檢體注入瓊脂膠的孔洞中，進行電泳分析。等到點

泳分析完成之後，小心取出膠體，因膠體內含有溴化乙錠染劑，必須穿著手

套勿直接接觸，將膠體拿到ＵＶ燈電泳照膠系統箱上，觀察其結果。

(五)學習心得(五)學習心得

這次的實驗中學習到好多不管是在哪一方面對我都有˙這次的實驗中，學習到好多，不管是在哪一方面，對我都有很大的幫助。對實驗標題的感興趣和在實驗過程中的所製造出來的樂趣和危機都十分讓我印象深刻。尤其是可以製造出來的樂趣和危機都十分讓我印象深刻。尤其是可以跟成大的老師和學長姊合作做實驗，要感謝這幾個禮拜以來辛苦的陪我們一起做實驗的老師、學長、學姊！

謝謝！謝謝！

成大科學探索成果發表

光華女中高一仁 35號鍾怡諠

我最感興趣的研究主題我最感興趣的研究主題

• 所有實驗中，我最想研究的是「蓮花效應。• 所有實驗中，我最想研究的是「蓮花效應」。現在市面上，有許多奈米商品，從此得知，現在奈米科技的商機是十分有潛力的在我們生在奈米科技的商機是十分有潛力的。在我們生活中，也有許多日常用品有運用到奈米技術。像是衣服，有時候滴到水珠，並不會很快的滲透，有時候把衣服彈一彈，可能還不留痕跡。透有時候把衣服彈一彈可能還不留痕跡像這樣日常生活中就隨處可見的技術，讓我覺得現在的科技真是發達，連一般用品都可以運得現在的科技真是發達，連一般用品都可以運用，讓我們的生活更便利、輕鬆。

感興趣的原因感興趣的原因

• 小的時候，對蓮花的感覺只是覺得還真好玩，小的時候對蓮花的感覺只是覺得還真好玩怎麼用都不會髒，而且水都不會留在上面，玩遊戲的時候還可以拿來裝水，就像電視、玩遊戲的時候還可以拿來裝水，就像電視、電影上所演的。但經過這次實驗，發現原來蓮花上是因為有微奈米級的細小結構所以蓮花上是因為有微奈米級的細小結構，所以才能夠「出淤泥而不染」。

奈米的定義奈米的定義

• 奈米的大小，以數字來說，就是１０的負奈米的大小以數字來說就是１０的負９次方。講到奈米，常常想到的就是以鐵為例如果把鐵用成奈米大小這樣的話為例，如果把鐵用成奈米大小，這樣的話，鐵就會失去磁性，由此可知，奈米是多麼細小的單位而奈米也有許多產品例如細小的單位。而奈米也有許多產品，例如奈米鍍膜玻璃，灰塵沒辦法附著，所以不需清潔人員清理，因為他已有如同蓮花般的自潔功能。這樣的玻璃常常使用於較高的自潔功能這樣的玻璃常常使用於較高建築物，像台灣的１０１，就是使用這種玻璃。玻璃。

研究奈米的顯微鏡

• 從網路上的資料查到，如果想看奈米，必須用「穿隧電子顯微鏡因為普通的顯微鏡用「穿隧電子顯微鏡」，因為普通的顯微鏡並沒辦法看它。

• 以下是有關「穿隧電子顯微鏡」的基本資料。掃描穿隧電子顯微鏡 (S i T li掃描穿隧電子顯微鏡 (Scanning Tunneling Microscope)" 並非屬於電子顯微鏡，STM是屬於掃描式探針顯微鏡(Scanning Probe屬於掃描式探針顯微鏡(Scanning Probe Microscope)的一個成員。主要原理是施加電流於探針上，的一個成員主要原理是施加電流於探針上藉於detector偵測穿透電流來成象，所以請不要被字面上的文字而誤解。

參考圖片參考圖片

• 圖片轉自：http://www.lotus‐ff kt d / /f kti /fl i li 1 heffekt.de/en/funktion/fluessig_clip1.php

參考圖片參考圖片

• 圖片轉自：http://tw knowledge yahoo com/question/http://tw.knowledge.yahoo.com/question/article?qid=1708062501065

參考影片蓮花效應不留水參考影片 – 蓮花效應 ‐ 不留水

• 影片錄自：http://www lotus• 影片錄自：http://www.lotus‐effekt.de/en/funktion/fluessig_clip1.php

參考影片蓮花效應自潔功能參考影片 – 蓮花效應 – 自潔功能


參考影片 – 蓮花效應產品 – 蜂蜜匙


學習心得學習心得

在好幾個月前聽到有機會可以到成大上課• 在好幾個月前，聽到有機會可以到成大上課，便滿心期待１１月的到來。時間飛快，從第一次上課，到這次上臺和大家分享我的報告以及心得，已經是最後一次上課了。在這裡以及心得已經是最後一次上課了在這裡要感謝很多人，謝謝李旺龍教授、林裕城教授、謝珮璇教授、還有成大的大哥哥大姐姐授、謝珮璇教授、還有成大的大哥哥大姐姐們，真的很謝謝你們這幾次這麼忙碌的來為我們上課協助我們學習還能有這個榮幸我們上課、協助我們學習。還能有這個榮幸參觀成大的實驗室，真的很感謝成大給我們這個機會，謝謝你們。

Thank youThank you hvery much.y

• The end .

光華女中光華女中

一年仁班

康家瑛

一、主題：光的奧妙

二、序論二、序論

研究光纖所應用的全反射• 研究光纖所應用的全反射

• 利用全反射效應侷限傳導光線於核心利用全反射效應侷限傳導光線於核心

三、全反射原理三、全反射原理

當光線由密度較高的介質（光密）到• 當光線由密度較高的介質（光密）到密度較低的介質（光疏）且入射角大於臨界時即則只有反射光線沒於臨界時，即，則只有反射光線，沒有折射光線，這現象是為全內反射。

全反射的條件全反射的條件

與法線的角度越大，光線折射的部份則越少，線折射的部份則越少直至當大於臨界角時，全內反射便會發生。

臨界角（θ ）可從以下臨界角（θ c）可從以下方程式計算：

光纖就是應用這種效應來局限傳導光線於核心。

四、全反射應用四、全反射應用

在光的奧妙實驗中把紙上的經全反射原理在光的奧妙實驗中，把紙上的88經全反射原理，變成只看到塑膠袋上的92，這個原理也應用在光纖(通訊)、內視鏡(醫學)、全反射玻璃(光從玻璃往空氣方向射入才會造成)、全反射隔熱)紙、全反射原理設計的新型太陽能聚光器、一種是光導纖維聚光器，陽光通過光纖透鏡聚焦種是光導纖維聚光器陽光通過光纖透鏡聚焦後由光纖傳至使用處。

而在未來科技應用會更廣泛的運用在生活週遭，而在未來科技應用會更廣泛的運用在生活週遭，使生活更便利。

• 感謝指導教師:李旺龍教授、林裕城教• 感謝指導教師:李旺龍教授、林裕城教授、謝佩璇教授。

• 輔教人員:蘇桂令、徐慶崴。• 陳英傑，李孟軒、馬鳳敏• 陳英傑，李孟軒、馬鳳敏• 林志信助理。• 還有成大開放的教室空間、成大實驗設

備，感謝成大提供。備感謝成大提供

成大奈米實驗─成大奈米實驗QQ纖維絲QQ纖維絲

光華女中光華女中高一仁高一仁 11號號丁敏雅丁敏雅高一仁高一仁 11號號丁敏雅丁敏雅

動機動機

做完「藏身泡麵中的大秘密」這個實驗之後，

不禁令我好奇，我們是否可以運用其他的材料

、方式，或是日常生活中的隨處可見的物質，

來做出類似這種QQ的觸感和透亮的纖維絲，

然而，這些纖維絲我們除了用在神經纖維得再然而，這些纖維絲我們除了用在神經纖維得再

生之外，還可以運用在哪裡呢？

所以，我選擇以這個為題目，繼續探討與研究

。

資料整理資料整理

※什麼是褐藻酸鈣微乳化球？※什麼是褐藻酸鈣微乳化球？

褐藻酸鈣微乳化球是一種被廣泛地運用於

酵素載體和蛋白質固定的代表性材料，同酵素載體和蛋白質固定的代表性材料，同

時在控制藥物的釋放也有相當多的應用。

資料來源資料來源http://research.ncku.edu.tw/re/articles/c/20080307/2.html

資料整理資料整理

※褐藻酸鈣用於載體材料的應用之優點？

1.可以溶解溶解率低的藥品。2 此藥品在人體的血液停留足夠長的時間2.此藥品在人體的血液停留足夠長的時間3.具有低毒性和高劑量承載量的特性使藥性衰退與損失降到最低

4.因此發展出一種產生集中均勻分布尺寸核藻酸鈣力子

資料來源http://research.ncku.edu.tw/re/articles/c/20080307/2.html

對象、地點、材料、流程對象、地點、材料、流程

一、研究對象一、研究對象

各種鹼性溶液或是蔬菜中各種鹼性溶液或是蔬菜中

二研究地點二、研究地點

這個實驗，最佳地點就是在實驗室操作！

三、研究材料三、研究材料

1.350ml 燒杯 8. NaOH

2.玻璃攪拌器

3.5~10號針管(塑膠滴

9.甲殼素

10. HCl 1.5M(管)

4 吉利丁11. NaOH 3M

12 洋菜4.吉利丁

5.鹼性的溶液

6 棉花

12.洋菜

13.硝酸鈣6.棉花

7.強鹼的溶液14.硝酸鈉

15.鋇離子

四、流程四、流程

1.吉利丁→鹼性溶液(改變濃度)→改變形狀

2.棉花┼強鹼的溶液→水解→稀釋→加熱→NaOH(改變濃度)→改變形狀

3.甲殼素→HCl 1.5M →NaOH 3M→改變形狀(透明))

4.洋菜→硝酸鈣

→硝酸鈉 (改變濃度)→改變形狀→硝酸鈉 (改變濃度)→改變形狀

→鋇離子


很高興有這個機會去成大實驗室學習我們很高興有這個機會去成大實驗室學習，我們

也親自操作許多的實驗，在這些實驗中我們

也發現原來在我們周遭就有許多跟奈米有關

的產品，原來奈米是一種如此神奇、有趣的的產品，原來奈米是一種如此神奇、有趣的

東西，也很感謝這次帶領我們的李旺龍教

授、林志信助理、所有的大哥哥大姐姐，以

及成大的所有資源，希望下次還有機會再來及成大的所有資源希望下次還有機會再來

成大實驗室學習。

成大奈米實驗室成大奈米實驗室

褐藻酸鈉舆生活上息息相關

(一)研究主題(一)研究主題

褐藻酸鈉舆生活上息息相關


一年仁班一年仁班

林怡柔林怡柔

(二)研究目的(二)研究目的

為何褐藻酸鈉舆生活息息相關 ?舆食品醫藥紡織會有關 ?舆食品ˋ醫藥ˋ紡織會有極大的關聯極大的關聯

(三)蒐集資料(三)蒐集資料褐藻酸鈉的性質在食品紡織醫藥有了很褐藻酸鈉的性質在食品、紡織、醫藥有了很大的關聯。如:褐藻酸鈉是人體不可缺少的一種營養素‐食用纖維在日本被譽為“保健長壽食品＂，褐藻酸鈉因其具有易著色、得色，壽食品褐藻酸鈉因其具有易著色得色量高、色澤鮮豔和印花織物手感柔軟等特點，所以它在紡織工業中是棉織物活性染料印花

，

所以它在紡織工業中是棉織物活性染料印花中最常用的糊料

(四)研究設計(四)研究設計

(一)研究對象(一)研究對象褐藻酸鈉含有氯化鈣褐藻酸鈉含有氯化鈣

(二)研究地點(二)研究地點市面上的除濕劑桶裡面的顆粒就是氯化鈣• 市面上的除濕劑桶裡面的顆粒就是氯化鈣，而我們可以利用氯化鈣來製作保濕劑，做法是：利用市面上了果凍粉加氯化鈣把他煮開溶解後，放置冷卻，就可以形成保濕煮開溶解後放置冷卻就可以形成保濕劑了

(三)研究流程(三)研究流程

人體吃了褐藻酸鈉確沒有大礙而竟然可• 人體吃了褐藻酸鈉確沒有大礙，而竟然可以製作紡織，在化妝品中用作牙膏基料、洗髮劑、整發劑等，在橡膠工業中用作膠乳濃縮劑，還可以製成水性塗料和耐水性乳濃縮劑還可以製成水性塗料和耐水性塗料。在汙水處理上應用也較廣。

(五)學習心得(五)學習心得在成大實驗室做很多種實驗而這個實驗是油滴加褐藻酸在成大實驗室做很多種實驗，而這個實驗是油滴加褐藻酸鈉溶液可以製做成QQ的纖維，就像冬粉一樣，讓我想要去了解褐藻酸鈉舆氯化鈣相關結構，想不到褐藻酸鈉在食品醫藥紡織上有了很大得關聯再成大實驗室讓品ˋ醫藥ˋ紡織上，有了很大得關聯，再成大實驗室，讓我學習了許多，了解到不可思議的奈米世界，原來是這麼的奧妙，非常謝謝這４個星期陪伴我們引導我們做實驗的李旺龍林裕城謝佩璇林志信教授們以及蘇桂令徐慶崴李旺龍.林裕城.謝佩璇.林志信教授們以及蘇桂令.徐慶崴.陳英傑.李孟軒.馬鳳敏大哥哥大姐姐們，謝謝你們，讓我們學習到很多

成大奈米實驗報告成大奈米實驗報告


高一仁

呂立心呂立心

研究動機研究動機

漂亮的彩虹美麗的色彩光線透過不同方• 漂亮的彩虹、美麗的色彩，光線透過不同方式點綴了整個世界。由光的奧妙這個實驗中，我們可以看到光線的各種現象與奈米材料的我們可以看到光線的各種現象與奈米材料的光學反應，其中我以光的全反射為主軸再做研究研究

全反射全反射

全內反射又稱全反射是一種光學現象• 全內反射（又稱全反射）是一種光學現象。當光線經過兩個不同折射率的介質時，部份的光線會於介質的界面被折射其餘的則被的光線會於介質的界面被折射，其餘的則被反射。但是，當入射角比臨界角大時（光線遠離法線）光線會停止進入另一介面反遠離法線），光線會停止進入另一介面，反之會全部向內面反射。

這只會發生在當光線從光密介質較高折射• 這只會發生在當光線從光密介質（較高折射率的介質）進入到光疏介質（較低折射率的介質）及入射角大於臨界角時因為沒有介質），及入射角大於臨界角時。因為沒有折射（折射光線消失）而都是反射，故稱之為全內反射為全內反射。

某些情況下光是只能反射回水裡頭而射• 某些情況下，光是只能反射回水裡頭，而射不出水面外的。把包了塑膠膜的光筆放進水箱裡往上照射慢慢改變光筆的方向當入箱裡往上照射，慢慢改變光筆的方向，當入射角度夠大的時候，你會發現雷射光完全射不出水面全部被反射回水裡了這就是光不出水面，全部被反射回水裡了，這就是光的全反射現象（圖三）。

潛在水底的蛙人或魚兒經常可以看到全反• 潛在水底的蛙人或魚兒，經常可以看到全反射現象。從水底往上看，雖然可以看見水面上的景物可是卻只能看到局限在頂角九十上的景物，可是卻只能看到局限在頂角九十八度的圓錐體範圍內的景物。在圓錐體之外的水面彷彿被鍍上一層水銀般所有射到的水面，彷彿被鍍上一層水銀般，所有射到這裡的光線，全部都被反射回水裡頭了。

• 臨界角是最少的入射角使得全內反射發生。入射角是由折射界面的法線量度。臨界角（θc）可從以下方程式計算：

臨界角

（ c）

臨界角• 其中n2是較低密度介質的折射率，及n1是較

高密度介質的折射率這條方程式是一條斯高密度介質的折射率。這條方程式是一條斯涅爾定律的簡單應用，當中折射角為90°。

• 當入射光線是準確的等於臨界角，折射光線會循折射界面的切線進行。以可見光由玻璃進入空氣或真空為例臨界角約為進入空氣（或真空）為例，臨界角約為41.5°。

應用受抑內全反射技術

光導纖維就是利用了這一原理由於反射時• 光導纖維就是利用了這一原理，由於反射時沒有光線的損失，因此信號可以傳輸到極遠的距離廣泛應用於內視鏡及電信上海市的距離，廣泛應用於內視鏡及電信上。海市蜃樓亦是由此一原理所生成，光線從較密的介質（冷空氣）進入到較疏的介質（近地面介質（冷空氣）進入到較疏的介質（近地面的熱空氣）。

海市蜃樓海市蜃樓

在沙漠中迷路的人缺水缺糧忽然看見了• 在沙漠中，迷路的人缺水缺糧，忽然看見了綠洲，但走近了卻發現原來只是海市蜃樓的幻像空歡喜一場這雖然是電影常用的橋幻像，空歡喜一場。這雖然是電影常用的橋段，但海市蜃樓是真有其事的，是大自然跟我們在玩光線的魔法它的成因是光線在空我們在玩光線的魔法。它的成因是光線在空氣中被折射，再加上全內反射的結果。

如果要明白海市蜃樓的成因首先要明白為• 如果要明白海市蜃樓的成因，首先要明白為甚麼光線在空氣中會被折射。原來，不同溫度的空氣有不同的折射率就好像許多不同度的空氣有不同的折射率，就好像許多不同的介質一樣。靠近地面的空氣較熱，折射率較低我們可以把空氣想像為許多層的介質較低。我們可以把空氣想像為許多層的介質，而每一層的折射率都不同，越接近地面，折射率越低因此光線在空氣中行走時路線射率越低。因此光線在空氣中行走時，路線便如圖一所示。

• 另一方面，我們也要知道甚麼是全內反射。如果光線微微傾斜地從玻璃射進空氣，一部分的光線會被反射回去，另一氣一部分的光線會被反射回去另一部分就會被折射，從玻璃中走出來。由於玻璃的折射率較空氣高，所以折射角於玻璃的折射率較空氣高所以折射角總是大於入射角 (下圖二)。當入射角越來越大，被折射的光線便會越來貼近空來越大被折射的光線便會越來貼近空氣與玻璃的界面，直至入射角大於臨界角度，光線便只會被反射，而不會折射角度光線便只會被反射而不會折射出去。這個現像叫做全內反射 (右圖三)。

圖四顯示海市蜃樓發生時光線所走的路徑• 圖四顯示海市蜃樓發生時，光線所走的路徑。假設有個綠洲，它在 A 點發出的光線被空氣折射走一條彎彎的路徑在點光線發折射，走一條彎彎的路徑。在 B 點，光線發生全內發射，使光線往上走。之後，光線再次被空氣折射最後光線會進入站在點那次被空氣折射，最後光線會進入站在 C 點那觀測者的眼睛，使他形成錯覺，誤以為綠洲很接近他呢很接近他呢！

海市蜃樓照片海市蜃樓照片

心得心得

這幾次去成大讓我了解更多關於奈米的知識不這幾次去成大讓我了解更多關於奈米的知識，不再只限於十的負九次方，在教授們的精心策劃下，我們從中了解像蓮花效應、自組裝等等，還有大我們從中了解像蓮花效應自組裝等等還有大自然中的和生活上應用的，內容相當豐富，哥哥姊姊人又很好，每次去都有不同的體會

最後…

感謝感謝

李旺龍教授林裕城教授謝珮璇教授李旺龍教授、林裕城教授、謝珮璇教授

協助我們的哥哥姐姐

成大提供的資源

學校的師長學校的師長

以及一同成長的同學

謝謝你們，讓這次的活動可以順利進行~~謝謝你們，讓這次的活動可以順利進行

學校: 光華女中

班級: 高一仁

姓名: 陳思妤姓名: 陳思妤

目錄目錄

• 蓮花效應• 實驗內容

‐ 親、疏水怎麼分 ?‐ 燒焦怎麼辦 ?

• 研究結果‐ 11‐ 2

• 學習心得• 學習心得


在1997年德國波昂大學的植物學家Wilh l B thl tt• 在1997年，德國波昂大學的植物學家Wilhelm Barthlott發現到蓮花的疏水性與自我潔淨的關係，因此創造了「蓮花效應」一詞。

• 蓮花能夠出淤泥而不染，奧祕就是蓮葉上佈滿精密的奈米結構，其中，包含蓮葉表面所具有大小約5~15微米細微突起的表皮細胞(如圖a)，以及表皮細胞上所覆蓋著一層突的表皮細 (如圖 ) 及表皮細所覆著層直徑約100奈米的蠟質結晶 (如圖b)，因為蠟質結晶本身的化學結構具有疏水性，所以當水與這類表面接觸時，會因表面張力而形成水珠，再加上葉表的細微結構之助，使因表面張力而形成水珠，再加上葉表的細微結構之助，使水與葉面的接觸面積更小而接觸角變大。

(a)蓮葉表皮細胞 5~15μm (b)蓮葉臘質結構100nm(a)蓮葉表皮細胞 5~15μm (b)蓮葉臘質結構100nm

實驗內容親疏水怎麼分實驗內容 ‐ 親、疏水怎麼分

蓮花的表面有著微• 蓮花的表面，有著微奈米級的細小結構，使得水不易附著再表面得水不易附著再表面。左圖的( c )所代表為具疏水性葉面水珠較為疏水性葉面，水珠較為飽滿。而( d )所代表為具親水性葉面水珠呈攤親水性葉面，水珠呈攤平狀。

實驗內容燒焦怎麼辦實驗內容 ‐ 燒焦怎麼辦

不管是疏水性或親水不管是疏水性或親水性表面，經烤黑後，都會變成超疏水性表都會變成超疏水性表面，這是因為烤黑時表面會產生碳黑。表面會產生碳黑

碳黑是一種疏水性的奈米材料，所以水滴奈米材料所以水滴在覆有碳黑的表面，都是疏水性的表現。

研究結果 (1)研究結果 (1)

蓮花效應是葉面上微結構的功勞，除了微結構之外，還有什麼可以用來製造疏水性表面呢 ?

經實驗證名，螺帽也可用來製造疏水性表面表面。如右圖的左邊，經砂紙磨過的螺帽，因表面結構的改變，變得比較親水，呈攤表面結構的改變，變得比較親水，呈攤平狀。而圖的右邊，未用砂紙磨過的，較為疏水，亦即水珠較為飽滿。飽

研究結果 (2)研究結果 (2)• 表層材料的改變會影響親疏水性，那是否也會影響自潔的• 表層材料的改變會影響親疏水性，那是否也會影響自潔的

功能呢？

會，也會影響自潔功能。自潔就是髒東西上去會黏不住，會也會影響自潔功能自潔就是髒東西上去會黏不住一下就掉下來。

例如：【奈米自潔油漆】奈米TiO2微粒，在可見光的照射下，奈米TiO2微粒在可見光的照射下對碳氫化合物具有很強的催化作用，利用此一特性可以製作「一塵不染」的自潔材料，亦即可用以製作「無需洗滌的汽車外殼油漆。亦即可用以製作「無需洗滌」的汽車外殼油漆。


很高興能夠有這次的機會去成大上課雖然每個禮拜五都很趕有時還很高興能夠有這次的機會去成大上課，雖然每個禮拜五都很趕，有時還

要用跑的，但我覺得這一切都值得。^ ^在這裡我學到了很多有關於奈米的東西，很有趣也很好玩，還有很多是

我以前不懂的東西，現在我也都學會了。

李旺龍教授、林裕城教授、謝佩璇教授、林志信助教、大哥哥、姐姐

們，也都很專心的教我們，一一為我們解答們，也都很專心的教我們，一一為我們解答

，真的很謝謝你們，也謝謝成大提供的所有資源。

今天是最後一次上課了，其實心裡有一點捨不得……..

最後，我想說的是：

「謝謝你們，辛苦你們了，我永遠都不會忘記這趟成大之旅的的。」

謝謝大家。。。。。。。

奈米科技是什麼??

高一仁高一仁

陳亮瑜

23

奈米之蓮花效應奈米之蓮花效應

主要是指蓮葉表面具有超疏水以及自潔的特性• 主要是指蓮葉表面具有超疏水以及自潔的特性• 蓮葉具有疏水、不吸水的表面，落在葉面上的雨水會因表面張力的

作用形成水珠，換言之，水與葉面的接觸角會大於140度，只要葉作用形成水珠換言之水與葉面的接觸角會大於140度只要葉面稍微傾斜，水珠就會滾離葉面。

• 蓮葉的表面具有大小約5~15微米細微突起的表皮細胞(epidermal cell)，表皮細胞上又覆蓋著一層直徑約奈米的蠟質結晶蠟表皮細胞上又覆蓋著一層直徑約1奈米的蠟質結晶(wax crystal)。蠟質結晶本身的化學結構具有疏水性，所以當水與這類表面接觸時，會因表面張力而形成水珠，再加上葉表的細微結構之助，使水與葉面的接觸面積更小而接觸角變大，因此加強了疏水性，同時也降低污染顆粒對葉面的附著力。

奈米的蓮花效應再生活中實用處奈米的蓮花效應再生活中實用處

• 在自然界中，植物總是暴露在各種污染源當中，例如灰塵、污泥，還有一些有機的細菌、真菌等。蓮葉上複雜的奈米與微米級結構除了有自潔的功能外還可以防止受到細菌病源體的級結構除了有自潔的功能外，還可以防止受到細菌、病源體的感染，只要經過一場大雨的洗禮，就能恢復煥然一新。目前蓮花效應的概念主要是應用在防污防塵上，透過人工合成的方式，將特殊的化學成分加入塗料、建材、衣料內等等，使其具有某些程度的自潔功能，以實現拒水防塵的目的。

成大實驗之心得成大實驗之心得

• 這次很高興可以有著個機會到成大去做實驗，真的有前所未有的感覺…很感謝李旺龍教授林裕城教授還有像陪我們每次上課走去成大的玫穎主任還有霞霞主任大家都很幫忙我們沒上課走去成大的玫穎主任還有霞霞主任大家都很幫忙我們沒有老師們教授們說不定就沒有這次活動了，真的很開心能有這個機會，這回憶將會一直劉在我心裡。這次活動也讓我知道原來蓮花葉是跟奈米有關還有應用在哪裡親疏水性道原來蓮花葉是跟奈米有關，還有應用在哪裡，親、疏水性原來那麼有趣，讓我漸漸開始喜歡科學類，但自然組還是離我很遙遠。因為不是我的強項！但我會更努力達成目標。雖然常被罵然常被罵… ^^ ~~

THE END

奈米擋風玻璃(蓮花效應)


高一仁

李佳綺李佳綺


在現在這種高科技的社會中，奈米這兩個字相信大家早就已經米這兩個字相信大家早就已經耳熟能詳了吧!在現在的日常生耳熟能詳了吧!在現在的日常生活中也己經有研發出跟奈米有關的東西了。例如：奈米衣服。

研究目的研究目的

假如汽車的擋風玻璃是用蓮花效應的原理所製成的那麼效應的原理所製成的，那麼就算你的擋風玻璃上有很多就算你的擋風玻璃上有很多汙漬，只要一用水沖或遇到汙漬，只要一用水沖或遇到下雨，就可以馬上清洗乾淨，下雨就可以馬上清洗乾淨而且完全不費力。

研究對象研究對象

我所研究的對象是對擁有汽車的人因為奈米擋風玻璃是的人，因為奈米擋風玻璃是為他們專程所設計的。為他們專程所設計的。

研究時間研究時間

假如真的有機會可以操作，我想我會利用暑假這種比較長想我會利用暑假這種比較長時間的假期來做實驗畢竟時間的假期來做實驗，畢竟做實驗室需要經過不斷的嘗做實驗室需要經過不斷的嘗試。試

研究地點研究地點

我想我會很需要一間實驗室，畢竟在做實驗時要有專屬的畢竟在做實驗時要有專屬的空間和實驗器材空間和實驗器材。

研究器材研究器材

我想我會需要我們現在所使用的擋風玻璃和奈米擋風玻璃的擋風玻璃和奈米擋風玻璃來做比較一定要先比較才來做比較，一定要先比較才會知道兩者間的差異，這樣會知道兩者間的差異，這樣也會利於研究的進行。也會利於研究的進行

研究指導者研究指導者

我會需要一位專們研究擋風玻璃的人才來協助我完成這項璃的人才來協助我完成這項實驗作品這樣我才可以知實驗作品，這樣我才可以知道要從哪裡開使去做修改。道要從哪裡開使去做修改。

研究想法研究想法

在做實驗時或多或少可能都會有失敗的時候但失敗為成有失敗的時候，但失敗為成功之母而且就是要有失敗功之母，而且就是要有失敗這個過程，這樣自己才會知這個過程，這樣自己才會知道要從哪裡去改進。道要從哪裡去改進


謝謝成大的大哥哥大姐姐們教授玫穎老師和謝謝成大的大哥哥大姐姐們、教授、玫穎老師和霞霞主任。因為到成大來上課才讓我有機會可以看到一些在以前都沒有看過的實驗器材，例如：微量吸管等…。也因未來這裡上課我也才會有機會可以做到在以前不會做到的實驗，例如：高分子微小球與纖維斯的製作。或許是因如高分子微小球與纖維斯的製作或許是因為這些東西在以前都不曾遇到所以覺得很新奇也因此上課變得更加的認真。望下次有機會還也因此上課變得更加的認真望下次有機會還可以向大哥哥大姐姐們學習更多新的知識。

奈米香水(蓮花效應)

光華女中高一仁陳筠涵光華女中高一仁陳筠涵

研究動機

奈米科技應用在現代生活的

許多東西上例如馬桶許多東西上，例如:馬桶、

手機化妝品等等手機、化妝品等等。

研究目的

如果香水也可以以奈米方式呈現如果香水也可以以奈米方式呈現，

因為結構細小易滲入肌膚底層，香因為結構細小易滲入肌膚底層，香

味就不容易發散可以維持較久，也味就不容易發散可以維持較久也

不會因為流汗而整個蓋掉香水味。

研究對象研究對象

我的研究對象不是人也不是動物，

是無生命的液體。現在愛美的女生

身邊都會有一瓶香水，就連男生也

部份喜歡。

研究時間

如果可以實際操作，我會利用向寒如果可以實際操作我會利用向寒

暑假這種長假進行實驗，有決心要

做就不能馬虎，過程是很重要的。

研究地點研究地點

我需要一間小型研究室總不可以我需要一間小型研究室，總不可以

在房間，床太吸引人了，我一定會在房間，床太吸引人了，我一定會

睡著…。睡著…

研究器材研究器材

我需要很多不一樣的香水做比我需要很多不一樣的香水做比

較，量要多不能怕浪費，一副笨

手笨腳的我失敗好幾次是很正常

的。

研究指導者

我迫切需要一位能指導我該如何做我迫切需要一位能指導我該如何做

的教授或老師，才不會漫無目的的的教授或老師，才不會漫無目的的

不知道該如何下手。不知道該如何下手

研究想法

只要有實地動手去做結果都會讓只要有實地動手去做結果都會讓

人意想不到，沒辦法做到最好也

沒關係，只要有盡力。


謝謝成大大哥哥大姐姐們、教授、玫穎主任

還有霞霞主任。到這上課我實際操作了很多

實驗，接觸了一些特別的儀器，例如:微量吸實驗，接觸了一些特別的儀器，例如:微量吸

管、電泳裝置…。也許是因為只有短短三節課的關係所以我特別認真，如果還有機會我

一定會向哥姊們多學點東西一定會向哥姊們多學點東西。

班級高一仁班級：高一仁姓名：林于琳座號：３８

● 單分子膜的防護方式已經漸漸結合到生

活中的物件，將不同性質的分子以其相活中的物件，將不同性質的分子以其相

對應方式附加到物體表面上，則這一層

薄薄的分子層就發揮我們需要的效果，

單分子膜技術也具有低成本的優點這單分子膜技術也具有低成本的優點，這

種技術將會有更廣的發展。種技術將會有更廣的發展

• Ｅx：新一代巧克力角質撕除面膜，萃取完整可可果精華及天然植物成分，加倍緊緻肌膚，同時可果精華及天然植物成分加倍緊緻肌膚同時淡化暗沉，使肌膚光透滑嫩，彈力加倍！少了粉刺及老舊角質，讓妝底更服貼、妝效更持久！特刺及老舊角質讓妝底更服貼妝效更持久！特殊「膠膜聚合因子」加強面膜功效，滲透肌膚底層，溫和軟化角質，加強吸附粉刺及油污能力！層溫和軟化角質加強吸附粉刺及油污能力！

材料：材料：

吸管/漿糊/洗碗精/水吸管/漿糊/洗碗精/水

• 步驟:

１先取相同容量的洗碗精漿糊１.先取相同容量的洗碗精、漿糊、水倒入燒杯。

２.用吸管攪拌均勻。

３.用吸管貼著桌面吹出一顆泡泡，觀察泡泡顏色變化顏色變化。

神奇泡泡泡泡

神奇泡泡

神奇泡泡破掉了神奇泡泡破掉了

討論：討論：

泡泡由兩層分子構成，由於分子間

包含一層水層，經陽光折射後會產生七包含一層水層，經陽光折射後會產生七

彩顏色，不過經由久置之後，水會慢慢

往低處流而使泡泡分之間水層流失，失

去折射的能力所以會使七彩顏色漸漸去折射的能力，所以會使七彩顏色漸漸

消失。

新知新知新知：新知：

漿糊會黏黏的而且比較濃稠，

一般的泡泡水只有洗碗精加水，吹

出來的泡泡比較容易破，所以吹不

出大泡泡。可是加了漿糊後，因為

漿糊黏稠的關係，所以泡泡會變得漿糊黏稠的關係，所以泡泡會變得

不容易破，比較容易吹出大泡泡。

心得心得心得：心得：

我覺得這個實驗超有趣的☺

看到泡泡能維持那麼久＠＠“看到泡泡能維持那麼久＠＠“

超奧妙的，而且還有七彩顏色超奧妙的而且還有七彩顏色

也讓我學到很多知識還有新知呦

=) 總之…很有趣就對˙ˇ˙

高一仁 13號金筱純高一仁 13號金筱純

蓮花效應

選擇蓮花效應的原因選擇蓮花效應的原因

宋朝周敦頤在愛蓮說中寫著：「吾獨愛蓮之出淤泥而不染。」為什麼生長在淤泥的蓮花可以如此的潔淨？

而它運用的原理就是現在流行的科

技—奈米科技。技奈米科技在表面有著

凹凸的表面顆粒凹凸的表面顆粒

而顆粒是由奈米

所組成。


蓮葉表面具有超疏水的特性。

蓮葉的微觀結構和表面化學意味著不會蓮葉的微觀結構和表面化學意味著不會被水弄濕；水滴在葉片表面就如水銀一般並且可以帶走污泥小昆蟲及污染般，並且可以帶走污泥、小昆蟲及污染物。然而，水滴在芋頭葉子亦有相似的行為行為。

一些奈米科技學家正在開發一些方法，使塗料屋瓦紡織品和其它表面可保使塗料、屋瓦、紡織品和其它表面可保持乾燥和乾淨，就如蓮葉表面的方式相似似。

疏水性疏水性

在化學裡疏水性指的是一個分子與水互相排斥在化學裡，疏水性指的是一個分子與水互相排斥的物理性質。

疏水性分子在水裡通常會聚成一團，而水在疏水性溶液的表面時則會形成一個很大的接觸角而成水滴狀。

奈米疏水性實驗奈米疏水性實驗

意外發現原本滴在蓮葉上的水滴會疏意外發現，原本滴在蓮葉上的水滴會疏水性，但是沙子與水混合後再滴上，就會呈現親水性就會呈現親水性。

實驗流程實驗流程

先收集葉子再準備滴管和水將水充先收集葉子，再準備滴管和水，將水充滿滴管，再將水滴在葉子上，再查看是親水性還是疏水性就可將葉子分是親水性還是疏水性，就可將葉子分類。


奈米科技現在被廣泛應用在生活上也使得奈米科技現在被廣泛應用在生活上，也使得生活更加方便，這次的實驗讓我們了解了有關奈米的相關科學，所以這次的成大科學探索，學習到了很多東西，所以這次的學探索學習到了很多東西所以這次的實驗很開心。

感謝感謝

最後，感謝林旺龍、林裕城、謝佩璇教授。

還有林志信、蘇桂令、徐慶崴、陳英傑、李孟軒、馬鳳敏老師

如果沒有你們的教導我們就不會懂得什麼叫『奈如果沒有你們的教導我們就不會懂得什麼叫奈米科技』了

所以很感謝你們的教導☺所以很感謝你們的教導☺

成功大學科學探索成果發表 ‐皂化反應皂化反應

校名：光華女中校名：光華女中班級：高一仁姓名：陳綺嬅


我會研究這個的主要原因是因為聽我會研究這個的主要原因，是因為聽了老師們的講解，以及實際操作之後，覺得我對這項實驗比較有興趣，所以就決定要對這項實驗做更深入的相關研究。

研究目的研究目的

我要研究的是 —

除了利用各種不同的葉片來證明為親水除了利用各種不同的葉片來證明為親水和疏水、以及利用烤黑後的紙杯所產生的碳黑來測試以外，還有沒有與此原理相關的實驗？？

文獻探討文獻探討

皂化反應→椰子油和氫氧化鈉水溶液加熱後，生成肥皂。像這樣利用油脂和鹼劑共煮生成肥皂的過程，稱為皂化反應。

去汙原理:肥皂分子有一端由許多碳和氫所組成的長鍊，稱為親油端；另一端則為親水性的原子團，稱為親水端。油污被親油端吸附著，再由親水端牽入水中，達到洗淨效果。EX.使用肥皂、清潔劑。

通式:脂肪+鹼=肥皂+甘油

EX.椰子油+NaOH=脂肪酸鈉(肥皂)+丙三醇(甘油)EX.椰子油 NaOH 脂肪酸鈉(肥皂) 丙三醇(甘油)

研究設計研究設計

研究對象：肥皂(脂肪酸鈉)和油研究對象肥皂(脂肪酸鈉)和油

研究地點：室內研究地點：室內

研究流程研究流程

實驗目的熟悉製造肥皂的原理及製法實驗目的:熟悉製造肥皂的原理及製法。

準備器材:燒杯（200mL）、蒸發皿、量筒（25mL）、玻璃棒、陶瓷纖維網、酒精燈、鐵架及鐵環、椰子油、乙醇（C2H5OH）、氯化鈉、濃氫氧化鈉溶液(8M)

步驟:

1.在蒸發皿中放入椰子油 10mL，再加入乙醇 10mL後，攪拌均勻，緩緩加熱，並慢慢加入氫氧化鈉一面加熱一面攪拌直到溶液沒有酒精氣味為止慢慢加入氫氧化鈉 lOmL，一面加熱一面攪拌，直到溶液沒有酒精氣味為止。

2.再加入水 2OmL，攪拌至均勻後，停止加熱。

3 在燒杯中放入 lOO L的飽和食鹽水使蒸發皿中的溶液冷卻後慢慢地一面攪3.在燒杯中放入 lOOmL的飽和食鹽水，使蒸發皿中的溶液冷卻後，慢慢地一面攪拌一面傾倒溶液於裝食鹽水的燒杯中。

4.將溶液倒掉，在燒杯中留下的就是肥皂。

注意：如果蒸發皿上的酒精著火時，要急速用濕毛巾或濕抹布蓋上滅火。

心得~心得藉由這次做的PPT報告，我得到了許多的經驗。我覺藉由這次做的PPT報告，我得到了許多的經驗。我覺

得蓮花效應和皂化反應的原理有異曲同工之妙，因為他們都有使用到親水性和疏水性的原理。

在每次的上課的課程中，我們每次都會做很多有趣的實驗，也看到很多不同的實驗器材，甚至還去參觀實的實驗也看到很多不同的實驗器材甚至還去參觀實驗室，真的是大開眼界呢！

很高興我能有機會參加，這次在成大所舉辦的3次奈很高興我能有機會參加，這次在成大所舉辦的3次奈米課程。因為參加了這個課程，讓我學到了很多與奈米現實的應用與連結，希望以後我還有機會參加類似這樣的課程。最後，感謝這次成大教授們的指導以及教導我們操作實驗的的大哥哥、大姐姐；也謝謝成大提供的所有資源！有資源！

藏身泡麵中的大秘密藏身泡麵中的大秘密

校名:光華女中

姓名:簡郁雯

班級:高一仁

• 研究動機:看到這個標題〝藏身泡麵中的大秘密〞就先大大看到這個標題藏身泡麵中的大秘密就先大大的吸引了我的興趣，也讓我更想深入研究，看看這個主題究竟藏著什麼我不知道的大秘密。這個主題究竟藏著什麼我不知道的大秘密

研究目的• 研究目的:想要進一步的了解透過油滴的概念製作出的微小球與微纖維絲應用在藥物科學與組織工程上球與微纖維絲，應用在藥物科學與組織工程上，是否可以讓我們增加戰勝病魔的戰鬥力。

• 文獻探討:我們可以透過這次的實驗〝油滴可製作出微我們可以透過這次的實驗〝油滴可製作出微小球與微纖維絲〞的概念，應用在藥物科學與組織工程上，例如:褐藻酸鈉製造出的高分子微小球即可運用在藥物載體的方面，使藥物科學更往前邁進了一步；高分子微纖維絲的產生，使得神經纖微的再生不再纖維絲的產生，使得神經纖微的再生不再是夢想。

• 研究地點:在一般教室即可以完成研究流程:高分子微小球製作高分子微小球製作將配製好的的濃度1﹪之褐藻酸鈉溶液裝任針筒中，再慢慢的注入10 ﹪之氯化鈣溶液的燒杯中，使褐藻酸鈉為乳化球固化成褐藻酸鈣微小球慢慢的注入 ﹪之氯化鈣溶液的燒杯中使褐藻酸鈉為乳化球固化成褐藻酸鈣微小球。高分子微纖維絲製作將配製好的的濃度1﹪之褐藻酸鈉溶液裝任針筒中再將配製好的的濃度1﹪之褐藻酸鈉溶液裝任針筒中，再慢慢的注入10 ﹪之氯化鈣溶液的燒杯中，但要注意不要讓絲斷掉，藉由鈉離子與鈣離子之交換，使褐藻酸鈉纖維絲固化成褐藻酸鈣微纖維絲鈉纖維絲固化成褐藻酸鈣微纖維絲。

• 心得:經過這幾次的實驗活動，讓我學習到了好多，有運用泡泡來學習光的折射概念、實際來檢驗物種的DNA、利用蓮花效應來辨別親水性或疏水性、透過泡麵上的油滴，進一步把這個想法運用在科學上等等的課程。現在只要我們能多把這個想法運用在科學上等等的課程。現在只要我們能多注意生活周遭的小事物，即便是為不足到的小事，只要透過更加細微的觀察，便可發現它衍生出來的大用途。

這幾次的活動非常感謝成大的李旺龍教授、林裕城教授、謝珮璇教授和大哥哥大姐姐們，提供這些課程並辛苦的陪我們做實驗，有了他們的教導和幫助，讓我從體驗中認識我們做實驗，有了他們的教導和幫助，讓我從體驗中認識到這麼多生活中的事物，原來是可以這樣變化無窮的，所

以很謝謝他們。 THANKS！！


•光華女中光華女中•高一仁樊純惟•樊純惟

研究的動機研究的動機•下雨過後

蓮花葉上就有許多的小水珠•蓮花葉上就有許多的小水珠•在蓮花葉上

•而且能在葉面上滾動•想了解為何可以這樣想了解為何可以這樣

•還有衣服如果不小心弄髒就很難洗掉•就很難洗掉

•所以為了我漂亮的衣服•我想研究蓮花效應

研究的目的研究的目的

•蓮花效應主要是應用在防污防塵上，透過人工合成的方式，將特殊的化學成分加入塗料、建材、衣料內等等，使其具有某些程度的自潔

功能，以實現拒水防塵的目的。


•蓮花效應主要是指蓮葉表面具有超疏水以及自潔的特性由於蓮葉具有疏水不吸水的表面落在葉面特性。由於蓮葉具有疏水、不吸水的表面，落在葉面上的雨水因表面張力的作用形成水珠，只要葉面稍微傾斜水珠就會滾離葉面即使經過一場傾盆大雨傾斜，水珠就會滾離葉面。即使經過一場傾盆大雨，蓮葉的表面總是能保持乾燥；此外，滾動的水珠會順便把一些灰塵污泥的顆粒一起帶走達到自我潔淨的便把一些灰塵污泥的顆粒一起帶走，達到自我潔淨的

效果，這就是蓮花能一塵不染的原因。•http://nano.nchc.org.tw/dictionary/lotus_effect.html

研究流程研究流程

•觀察水的表面張力•觀察水的表面張力•液體表面有表面張力,所以當我們用一環浸在液體中再提到表面以上時液體表面積將增加液體中,再提到表面以上時,液體表面積將增加,

即需要作功,此功等於增加的表面積乘以表面張,力,也就是需要用力去提起金屬環。

•公式T F/2L求出表面張力大小。此處T表示•公式T = F/2L求出表面張力大小。此處T表示表面張力,單位為dyne/cm (達因/釐米),F表示力,單位為達因表示長度單位為釐米單位為dyne(達因),L表示長度,單位為釐米 (cm)

。•http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1405122514695

學習心得學習心得•這次前往成大實驗室•做了許多好玩的實驗

也學到了許多的科學知識•也學到了許多的科學知識•這些全部都要謝謝這些全部都要謝謝

•李旺龍教授,林裕城教授,謝佩璇教授還有林志信哥哥蘇桂令姊姊徐慶威哥哥•還有林志信哥哥,蘇桂令姊姊,徐慶威哥哥,

•陳英傑哥哥李孟軒哥哥林于僑姊姊陳英傑哥哥,李孟軒哥哥,林于僑姊姊•讓我們有了這一次的經驗

蝴蝶的翅膀蝴蝶的翅膀


高一仁17號張婕宣

緒論緒論研究動機看到教授講解到蝴蝶翅膀時候• 研究動機:看到教授講解到蝴蝶翅膀ㄉ時候，就決定用蝴蝶翅膀當我的主題。

• 研究目的:想要知道蝴蝶翅膀為何有那麼多種顏色。種顏色。


蝴蝶的翅膀上那些漂亮鮮豔的色彩和斑紋蝴蝶的翅膀上，那些漂亮鮮豔的色彩和斑紋，都是一層覆蓋在翅膀上微小的粉狀鱗片，鱗片表面含有特殊的色素顆粒，稱為化學色，這種顏色由於物體表面的特殊構造，色這種顏色由於物體表面的特殊構造而產生光線反射、曲折或干涉等物理作用，同樣也能產生醒目的顏色因為翅膀的結同樣也能產生醒目的顏色，因為翅膀的結構不同而有不同的顏色。

研究設計研究設計

研究對象蝴蝶• 研究對象:蝴蝶• 研究地點:戶外，不需實驗室。研究地點:戶外不需實驗室• 研究流程:需要捕蟲網及盒子，將抓到的蝴

蝶放在胚皿中然後放到顯微鏡底下觀察蝶放在胚皿中，然後放到顯微鏡底下觀察蝴蝶翅膀的結構。


每一次的講解及實驗，都讓我獲益良多。尤其是

蝴蝶翅膀，剛開始我以為是因為光的折射的關係，後來才知道原來是因為蝴蝶翅膀表面結構的關係，顏色才會不同。在做實驗的時候，也遇到了不少

的問題，經過李旺龍教授、林裕城教授、謝珮璇教授的指導，也都了解了。最後，很感謝教授、老師的指導，也很感謝大哥哥大姊姊，也謝謝成大所提供的資源。

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附件一

光華女中親身體驗活動名單

1. 陳亮瑜 2. 樊純惟 3. 吳佳鈴 4. 陳思妤 5. 張婕宣 6. 陳筠涵 7. 李佳綺 8. 陳韻文 9. 鍾怡諠 10. 陳綺嬅 11. 金筱純 12. 林于琳 13. 杜佩璇 14. 呂立心 15. 林怡柔 16. 丁敏雅

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附件二

中小學學生的微奈米科學探索

─親身體驗真實微奈米科學

子計畫二：親身體驗奈米仿生科技

計畫編號：NSC 98-2515-S-006-001-MY2

計畫主持人：李旺龍教授

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科學探索計劃人員聯絡資料

姓名 E-mail MSN

李旺龍 [email protected] [email protected]

林裕城 [email protected]

謝佩璇 [email protected]

林于喬 [email protected] [email protected]

林志信 [email protected] [email protected]

蘇桂令 [email protected] [email protected]

徐慶崴 [email protected] [email protected]

劉子瑜 [email protected] [email protected]

科學探索計劃 中小學學生親身體驗微奈米科技 光華女中親身體驗...

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