科學新知季刊
第三季
Science & Knowledge
目錄
●創刊者的話 / 主編的話
●春季星空講解—星象館
●洗髮精 DIY
●妝點生活
●跟我一起上火星！太空殖民競賽參賽發表
●茲卡病毒與病媒蚊
●大象牙膏
●黃金雨
●史萊姆
●編輯團隊
創刊者的話
好似有點驕傲的打下文字，因為，這份「科學新知季刊」真的令我驕傲 ! 想當初還為了第一季拚死拚活的催稿、校閱、排版，有些細節沒有注意到，
還有些粗糙。然而一人小組撐到現在，有了全新的團隊、不同的風貌。感謝目 前的主編，誤打誤撞就接下了編輯季刊的責任，從毫無頭緒的討論主題，一直 到完成整份的編輯，我感到非常欣慰。
說起創立科學新知季刊的緣由，又是另一個感嘆了 ! 明道文藝多年來致力推 廣文學與閱讀寫作，然而在明道卻始終沒有一份記錄或介紹分享科學知識的刊 物，許多學校科學活動也總是不了了之，憑著一股初生之犢不畏虎的傻勁，提 出了這個季刊的想法在思源獎服務內容中，就這樣，科學新知季刊誕生了 ! 這份新的刊物，要讓全校師生認識它真的不容易，我們還有很長的一段路要 走，而我也相信，為了知識的傳遞，再多的心血也都值得，期許未來的製作團隊，
能秉持這個理念，持續努力 !
主編的話
第三季的主題為科技月，我們記錄了幾個大家可能比較有興趣的活動，而幾 個由學生主講的活動，我們也請講者現身說法，透過他們的分享，我們也更了 解整個活動背後他們所付出的努力。
在眾多活動中，我特別想介紹由科學教育菁英團隊同學主講的幾個活動，科 菁團隊的理念其實和我們這份季刊十分相同，都希望能夠將科學活動透過深入 淺出的方式分享給更多人，一起探索科學的奧秘、享受獲得科學新知所帶來的 快樂。
最後感謝創刊者——黃群涵學姐那股令人敬佩的行動力、所有編輯不厭其煩 的修稿，以及美編畫出一個個吸引人的圖畫，為這份季刊增色了不少。我們會 繼續努力、不斷修正，為了讓更多人品嘗科學的甜美，付出再多都值得！
黃群涵
楊怡萱
春季星空講解——星象館
身為學校的天文志工，說起校內有關天文講座或是天文觀測等 等的活動，當然少不了我們的出現 ! 而在明道天文 2.0 的計畫中，
學校於最新的明道樓頂樓蓋了一座星象館，讓許多教學課程或是 星象觀測能不受天氣影響，全校師長學生都能藉由星象館體驗天 文之美。
我們於科技月安排了星象館春季星空的講解，我們首先用簡報 介紹天球、觀測注意事項以及三個主要的春季星空。
黃群涵
天球: 為一個假想的球體，
半徑無限大，使觀測者能將 所有的星體投射在這個球體 上，有點類似托勒密的地心 說。 可 以 將 全 天 劃 分 為 88 個星座，並且能以赤經、赤 緯來定位星體，並且可以看 到黃道與天球赤道的兩個交 點—春分點與秋分點。
接下來將星象館內的燈全數關閉，同學驚呼聲連連，因為在那一瞬間，頭頂 上的天幕出現了滿天的星斗，時間顯示為當天晚上 8 點的星空，讓同學對於此 次的星導更有共鳴。巨蟹座、獅子座與室女座的星座連線緊接著投影於天幕上，
搭配日本畫家 KAGAYA 的星座圖片，與剛才簡報中的星座故事做連結，更令人印 象深刻。
春季大三角更是春天晚上必看的一個星座連線，獅子座的五帝座一、室女座 的角宿一加上牧夫座的大角星，形成美麗的三角形，再連到隔壁獵犬座的常陳 一，則成了天文愛好者口中的春季大鑽石。
接下來簡單介紹了當天晚上也能看到的冬季星空，有最明亮容易觀測的獵戶 座，中間腰帶美麗的三連線附近則有著名的 M42 火鳥星雲。接著還有黃道十二 宮的金牛座與雙子座，欣賞了金牛座精彩的 M1 蟹狀星雲、M45 昴宿星團和以雙 子座作為輻射點的雙子座流星雨後，我們利用大熊座的北斗七星五倍線找到小 熊座尾巴的北極星，搭配簡報中天球的概念，將子午線投射上去後發現北極星 並非在正北方，而只是接近正北中較明亮的恆星。
在野外對著星空利用相機長時間曝光能拍攝出星軌的線條，在星象館中同 樣做得到，拉了一個小時的星跡後，可以看出所有的星星皆繞著北極星由東往 西移動，大約是 15 度角。接下來我們看了利用不同波段的望遠鏡所拍攝出來 的銀河，有紅外線、可見光、以及宇宙背景輻射等等，同學們各個被眼前的景 象給震懾住了。最後撥放 KAGAYA 繪製的銀河鐵道之夜以及星姬兩部影片，彷 彿又為剛才星導所學到的知識做了一次複習。
透過星象館，我們能輕易的透過已知的資料去觀測這個宇宙，然而在這個 浩瀚無垠的星空裡，我們依舊所知甚少，甚至不到百分之 0.001。懷著一顆崇 敬尊重的心，放寬我們的心胸，仰著頭去看這片璀璨的星空，這繁星點點的夜 空，訴說的是宇宙過往的歷史，那是何等的浪漫 ? 無知使我們為這片神秘的宇 宙創造了美麗的神話與傳說，而故事還會持續流傳下去，直到宇宙替時間找到 了所謂的終點。
洗髮精 DIY
王雅茵活動簡介
：藉由實作，讓學生了解如何利用簡單的材料並結合化學製作洗髮精。材料準備
（以 100ml 之洗髮精計算）1. 介面活性劑 共 30ml
A. 椰子油起泡劑 10ml B. 兩性起泡劑 10ml C. 弱酸性起泡劑 10ml
2. 保濕劑（甘油） 5ml 3. 增稠劑 0.1%（食鹽或三仙膠）
4. 抗菌劑（葡萄籽萃取液或苯氧乙醇） <0.6%（少許即可）
5. 香精（精油）10 滴（可視個人斟酌）
6. 飲用水
7. 有刻度或定容之容器（此活動使用小燒杯）
8. 小罐子（放置最後成品之容器）
◎小補充 : 矽靈是市售洗髮精常添加的物質，可使頭髮毛鱗片閉合而摸起來滑 順，而這次實驗並沒有添加。以下是有關矽靈跟毛髮的圖。
製作程序
妝點生活
陳怡霓今天的講者是目前在葵柏兒化妝品公司擔任商品研發設計的魏國芳學姐，演講過程 中學姐和我們分享了一個商品從定位到推出的過程，也回答許多現場同學們關於化妝品 使用的疑惑。
首先，化妝品的誕生分為：
1. 研發 : 在最初的研發階段要進行選擇原料，調製化妝品和樣品確認，設計者須在構 想後與研發部門溝通，把腦中想像的化妝品型態告訴研發部門，像是想要它有保溼功效、
看起來像冰淇淋、摸起來像果凍，研發部門會就此調配適合的原料。
2. 品管 : 在確認新產品的樣本後，確定是否生產的關鍵即是品管，過程會經過安定性 評估、挑戰試驗及有效性測試，主要是確定產品的安全性，也會找員工試擦產品，看是 否會產生不適感，適不適合全天擦在臉上或者幾小時後會覺得失去功效。
3. 設計 : 在一個化妝品本身也講究美感的時代，充滿設計感的瓶器和外部紙盒儼然成 為吸引消費者眼球的必備手段。在上百張色卡中挑選符合產品特性的顏色 ( 例：有清涼 感的適合藍綠色 )，決定瓶器的材質觸感與形狀，最後進入攝影棚拍攝 DM。
4. 生產製造 : 此過程為工廠環節，大量製造並包裝。
5. 行銷 : 行銷策略除了必備的官網外，也要在粉絲團設計活動並與粉絲保持互動，像 是轉發貼文抽試用品等等，系統也會紀錄消費者於官網及粉絲團上點閱商品的次數，以 利公司瞭解消費者興趣與開發客源。除此之外也會找網路紅人站台，請他們拍下使用畫 面並寫下用後感想，達到推銷目的。
而學姐也強調臉部基礎保養的重要性，每天化妝其實不會傷害肌膚，重點是要卸乾 淨，加上最近空污嚴重，就算沒有化妝也可以藉由卸妝做臉部清潔。洗臉後上化妝水 ( 或 精華液 ) 來保溼也很重要，只要保溼做好，皮膚基本不會有問題。經過學姐的分享相信 同學都獲益良多，對化妝品產業有了更深的瞭解。
跟我一起上火星！
太空殖民競賽參賽發表
邢依依
在參加講座前，我對於「火星太空殖民地」的標題感到相當著迷，各種遐想臆測已 從我腦中迸出，其中不乏與外星人共存、地球人舉家搬遷至火星等天馬行空的猜測。一 走進鐵梅廳，台上一位學姊身上的服裝馬上吸引了我的目光。一套連身寬鬆的全白仿太 空衣，搭上她富有磁性沉著穩重的聲音，吸引了在場所有人的目光，她嘴角微揚，娓娓 道來此實驗的由來及內容。起初，南韓代表團邀請明道中學 GCP 團隊，希望能一起合作 這競賽，卻在交出紙本計畫之際宣告退賽，留下明道台灣代表繼續獨自奮鬥。經過了一 兩年的心血與努力，GCP 終於不負眾望奪銀，也使得此競賽更受關注。
火星太空殖民地計畫的全名是「Colony On Mars - Earth Cycler Trajectory」，
包含了力學、能源、經濟、及社會方面的規劃。「太空殖民地」位在地球與火星間的循 環軌道上，優點包括 1. 居住環境類似於地球 2. 有良好的輻射防護 3. 可加工火星上的礦 產，並利用地球接駁船、太空計程車等運輸工具抵達。在網路方面，他們以光學雷射通 訊 (LCM) 取代傳訊速度較慢的電波通訊系統，並利用跳躍式延遲容忍網路，以 4 到 24 分 鐘的速度由地球聯網至火星。
在經濟生活方面，他們利用了標準化的貨櫃，使得效率提高及吻合各種不同需要，
乘載各式生活必需品、食物及娛樂。人們會在船上種植物及加工各類食品，並透過農業 模組以藻類產生蛋白質。由於太空的失重使得農作物無法種在土中，他們便設計使作物 置於空中，以噴霧滋潤作物，取代地球上的入土種植法。在社會結構上則融合資本及共 產主義，政府會配給每人相同的必需品資源，而其他的娛樂產品則視個人財力及意願購 買。除此之外，此殖民地採坊市分離制度，上層住宅區、而下層商業區，使得空間利用 達到最好的效果。
演講結束後，幾位同學紛紛提出疑問，而一位同學的疑問令我印象最為深刻：殖民 地上的人員若死亡，則該如何處置？台上的同學回答道：此人員的屍體將會被當成有機 肥料，應用於農業，畢竟若扔掉他的屍體，威力可大於一顆子彈啊！這處理方式不禁讓 我省思若計畫成為太空殖民地的人員，必須得有死無葬身之地的心理準備，畢竟此技術 尚未成熟，參與計畫的人都得負相當程度的風險。
今天的演講讓我大開眼界，畢竟現今的科學技術早已不滿足於地球，而是擴展至更 加迷人、多變且奧秘、未知的太空上。透過今天的講解使我深刻體會到，太空殖民不光 只是夢想，而是已開始計畫且被國際重視的議題。
茲卡病毒與病媒蚊
李及言記得第一次看見茲卡病毒的相關報導，是在網路上無意間發現的。自從台南登革熱 疫情爆發以後，大家對於病媒蚊的問題更加重視了，那時印象很深刻的是：孕婦如果是 茲卡患者，生下來的小孩幾乎都患有小頭症，這種情形在南美洲等地都十分嚴重。於是，
出於對茲卡病毒相關議題的好奇，我報名了科技月的茲卡病毒議題探討。
蚊子帶給人的影響是很可怕的，傷亡甚至比戰爭更加慘重。其實動物傳給人的疾病 數量很龐大，尤其是蟲媒疾病，大約有 536 種，其中，傳給人類的有 139 種，傳給動物 的則是 300 種以上。蟲媒疾病又分為生物性傳播 ( 例如犬心絲蟲 ) 及物理性傳播 ( 例如 蟑螂腳 ) 等方式。我個人覺得蚊子是一種相當恐怖的疾病傳播途徑，因為許多透過血液 傳染的疾病都可以經由蚊子散播，曾有一次在生物課上看過蚊瘧的相關影片，十分駭人。
蚊子出生後到成蟲的階段大致可分為 : 卵期、幼年期、蛹期、成蟲期四大階段。卵期大 約 3 至 4 天左右，幼年期 6 至 8 天，蛹期 2 至 3 天，成蟲期為期最長，大約 30 天。一隻 蚊子從卵期發育至成蟲就只要兩個星期，而一隻蚊子可產出 200 多顆卵，其中能吸血 ( 也 就是雌性 ) 及不能吸血 ( 雄性 ) 的各大約 100 顆，由此算來，蚊子的繁殖速度非常迅速，
數量也極為可觀。
關於茲卡病毒，大約在 1947 年從烏干達森林的猴子與斑蚊分離出茲卡病毒，而後在 1954 年，奈及利亞出現首例人類病例。至今，茲卡病毒的分布地大約在東南亞及南美地 區，近年來爆發流行，患有小頭症的畸形胎兒發生率逐年上升。 茲卡病毒除了藉由蚊子 傳播以外，還可藉由實驗室意外、器官移植、猴子咬傷、性行為，及母體垂直傳播，茲 卡病毒的症狀包括 : 發燒頭痛、紅眼紅疹、嗜睡、關節痛等症狀，但由於症狀十分微小，
且每五人之中只有一人會出現典型症狀，因此，常常被患者忽視。而目前研發出對抗茲 卡病毒的防治措施有基因轉殖 ( 顯性致死昆蟲釋放技術 ) 等等，大致說來就是雄蚊攜帶 致死基因並傳給下一代 ( 雌蚊一生只能跟一隻交配 ) 的方式。
另外，講師有分析如果台灣發生茲卡病毒，可能攜帶病菌的蚊子種類有埃及斑蚊 ( 嘉 義以南地區 ) 及白線斑蚊。最近南部地區登革熱疫情嚴重，為防止茲卡病毒蔓延台灣，
我們須做好個人防護及環境管理的工作。講師介紹了好幾種防蚊液類型，不過令我訝異 的是，市面上標榜的純天然防蚊液大多時效低落，用處不大。而環境管理部分，家中若 有積水容器須注意要用刷的，因為蚊子的卵乾了半年仍可孵化 ( 生命力著實頑強 )。聽 到講師這麼說，我大有回去把所有裝水的容器拿刷子大刷特刷的衝動。
這次演講介紹了許多蚊蟲防疫的相關知識，我想最重要的應該還是環境管理，畢竟 個人防護有時是治標而不治本，做好環境管理，則瘧蚊不易孳生，這是聽完演講後我認 為最重要的課題。
大象牙膏
曾韋儒大象牙膏雖然稱為牙膏，但並不能當作牙膏使用，只是反應後的狀態像牙膏，又像 大象的長鼻故得名，事實上大象牙膏非但不能當牙膏，其成分中還有會灼傷人的成分呢！
成分介紹 :
1. 過氧化氫（H2O2）也就是俗稱的雙氧水，低濃度（3 到 5％）的過氧化氫可做傷口消 毒劑，利用其氧化力破壞細菌細胞膜，達到消毒的作用，至於 10％以上則做為工業用，
可用來漂白，常見於食品工業，在自然狀態下即會行自生氧化還原成水和氧氣。
2. 碘化鉀（KI）為白色粉末，作為本次實驗的催化劑，加速過氧化氫行自身氧化還原的 速度，少部分碘化鉀在水中解離出碘離子，所以大象牙膏呈現微微土黃色。
3. 洗碗精用於包裹產生的氧氣，形成牙膏狀物質。
實驗原理 :
1. 氧化還原：狹義而言就是得氧與失氧的反應，就廣義而言指電子的得失反應，得電 子為還原，失電子為氧化。
此次實驗的反應式如下：
還原反應：H2O2(aq) + 2 H+(aq) + 2e-→ 2H2O(l) 氧化反應：H2O2(aq) → O2(g) + 2H+(aq) + 2 e- 總反應： 2H2O2(aq) → O2(g) + 2H2O(l)
由上式知過氧化氫同時得電子和失電子，為一自身氧化還原反應
2. 催化：反應是否進行的條件之一就是活化能，要是反應時的條件沒有到達最低活化 能就不會發生反應，催化劑的作用即是提供反應一個更低活化能的途徑，達到加速反應 的作用，就像是高速公路跟省道的關係，雖然兩者皆可到達目的地，但是需要的時間是 不同的。
3. 放熱：因為過氧化氫相對於氧氣和水屬於不穩定的化合物，因此再由能階高的狀態 到能階較穩定的狀態會放出能量，以熱的形式散出。
實驗步驟 :
1. 將洗碗精和碘化鉀加入錐形瓶 2. 加入雙氧水
即可看到大象牙膏快速的生成，此時錐形瓶很燙，一定要小心。
邱博群
實驗步驟
1. 混合：將碘化鉀、硝酸鉛溶液混合均勻，因雙置換 反應得到碘化鉛，使溶液呈金黃色。
2. 加熱：以加熱板加熱整杯溶液，因溫度升高使碘化 鉛的溶解度同步提升，溶液最後會由金黃色變成透明無 色。
3. 冰浴再沉澱：將溶液從加熱板取下並放至水盆中冷 卻，靜置兩分鐘後再移至放有冰塊的水盆進行冰浴以避 免因溫差太大而造成玻璃容器破碎。而黃金雨的名稱正 是來自於此步驟，因為溫度降低使碘化鉛析出並緩緩降 至杯底，畫面正如同黃金雨般優美、典雅。
4. 過濾：這是整個實驗最困難的部分，我們要用濾紙 收集已沉澱完畢的碘化鉛，為減少過濾時間及後續方便 故我們選用抽氣過濾裝置，但因濾紙是平面放置，相較 於漏斗的圓錐狀過濾，除了得盡量將碘化鉛集中在濾紙 中央處，還得小心不讓溶液從濾紙邊緣溜走，確實增加 了不少難度。
5. 烘乾＆分裝：過濾完成後，是時候將一張張金黃色 的濾紙放到烘箱進行烘乾，最後濾紙表面會有一層如金 箔一般的碘化鉛薄片，而分裝的動作就交由我們講師和 助教代勞，畢竟要將碘化鉛分離並平均分裝可不比抽氣 過濾簡單。
這個實驗雖然原理簡單，但過程其實有些複雜，不 過，由於同學們的細心和配合，結果算是相當成功，也 希望同學們能好好收藏自己的實驗成果，為自己的成長 留下足跡。
今天的主題─黃金雨其實是我們接觸化學的基礎實驗，課程是以碘化鉛沉澱為基本 架構，並向外擴展將一些常見分離物質的方法做連結，目的是讓尚未或剛剛認識化學的 同學能對化學有實際的體驗。
?
黃金雨
史萊姆
鄭詠澤帶著既緊張又期待的心情，走進了林奈實驗室，雖然已經反覆練習了好幾次，但還是 無法掩飾我心中的緊張，看著學弟妹一個一個得走進教室，緊張程度更是極速飆升，深 怕自己說錯話或口吃 ( 雖然還是鬧出了一點笑話 )。
在迅速介紹完自己後，我和另外兩個同學就開始課程了，我們的課程是「史萊姆」，
其實許多同學在看到這個標題後，臉上都會掛著許多問號。我們的材料主要分為兩種：
硼砂水溶液和 PVA。
實驗室的老師已經幫我們準備好硼砂水溶液，但這是要做什麼的呢 ? 硼砂的學名其實 叫做四硼酸鈉，它曾被添加在食品（果凍、魚丸、年糕、油條、鹼粽…等等）中以增加 食物的彈性，但因為食用過量會造成消化道的問題，甚至是休克，所以現在法路已經禁 止添加在食品中了，但也因為它的毒性，我們可以把它和糖、麵粉等材料用水混合後做 成小糰子，就是自製的蟑螂藥呢！至於 PVA，其實它就是膠水得主教成分，所以我們可 以直接把它當成是膠水。
我們要把硼砂水溶液、PVA 和水以 1：2：2 的比例 加到塑膠杯中，然後加入色素 ( 加入什麼色素，就能 得到那個顏色的史萊姆 )，在均勻攪拌後，我們就會在 塑膠杯中看到史萊姆了。在這個實驗中，史萊姆的形 成主要是因為「交聯作用」，PVA 本來是線性結構的物 質，但加入硼砂水溶液後，硼砂透過氫鍵把 PVA 鍵結 在一起，產生網狀的結構，讓結構更緊密且具有彈性，
這也就是為什麼我們的主題會定成史萊姆。
最後我們還舉行了史萊姆的拉力比賽，我們讓各組以不同比例的硼砂水溶液、PVA、
水來製作史萊姆，看哪組能把史萊姆拉的最長不斷掉，就能成為今天活動的冠軍。依照交 聯作用，如果加入的水量越多，則形成的黏膠較容易滑動，看起來就像鼻涕的樣子；而加 入的硼砂越多的話，則膠水與硼砂結合力變大，會形成具有彈性的物體，這也就是我們希 望同學們能發現的現象。
