化學技術與應用

防彈衣（Bullet Proof Cloth）
臺北市立第一女子高級中學二年級陳楹家/臺北市立第一女子高級中學化學科江慧玉老師

自古，戰爭和競爭是人類不可避免的歷史演變過程，戰爭中，防護和抵抗都要面面俱到才能贏得最後的勝利，在防護的這一部分，其古代盔甲可以說是防彈衣的前身，製作材料有:

1. 浸油硬化後的非金屬成分
2. 在衣服內夾襯硬材料，
3. 結實的麻布或皮衣裝上了金屬片
4. 以金屬製成的一整塊金屬板

由材料可以看出主要都是以剛克剛。然而現代的科技進步，盔甲已經無法抵擋子彈的貫穿，所以防彈衣便此產生。

防彈衣護甲可分為軟式、硬式以及軟硬複合式，如下說明：

1. 硬式防彈衣：其材質通常為特種鋼板、超強鋁合金等金屬材料或者陶瓷等硬質非金屬材料為主，這類防彈衣雖然可以更有效地起到保護作用，但是柔軟性較差，比較笨重，不適合於一般制服巡邏勤務，這種防彈護甲通常是被使用於高危險性狀況。
2. 軟式防彈衣：其材質通常為高性能紡織纖維，採用紡織品的結構，重量輕，並且具有相當的柔軟性，軍警執行日常任務時多穿這類防彈衣。
3. 軟硬複合式防彈衣：以軟質材料為內襯，硬質材料為面板和增強材料，集中了硬體、軟體防彈衣的優勢，是現代防彈衣的發展方向。

優養化(Eutrophication)(三)
國立臺灣師範大學附屬高級中學學生蔡韶恬/國立臺灣師範大學附屬高級中學化學科陳昭錦老師

連結：優養化(Eutrophication)(二)

防治與復原

優養化給生態系與人類帶來問題，當考量未來的環境保育政策時，減緩優養化是必要的，同時也是對每個人包括農牧管理者，永續經營的解決方法。既然知道優養化會衍生問題，且知道地面逕流(會導致野地藻華)在生態系是普遍的，所以人們就不應該讓營養素的濃度超過正常的水準。

 (一)效果

清理方案大部分奏效但不完全成功，芬蘭移除磷素的方案從1970年代中期開始針對受到工業及都市廢水放流污染的河流和湖泊，這項努力有90 %的移除效果，然而儘管已努力減量，有些標的物的點狀污源在地面逕流中並未減少，仍有待改善。

(二)減少非點狀的污染

在營養素的來源中，非點狀污染源是最難以管制的，然而研究顯示一旦控制這些污染源，優養化即可減少。下列建議的方法可降低這些不確定的污染源進入水生生態的量。

研究顯示在水體與污染源之間攔截污染物是防治污染的有效方法，河岸緩衝地帶是水流與陸地的交界處，開闢附近的水道以濾除污染物，沉澱物與營養素會在此沉積而不會直接進入水中。在農場與道路附近開闢緩衝地帶，也是防止營養素遠播的可行方法。然而，研究顯示大氣氮素污染的影響所及之處，遠超越緩衝地帶，因此這項建議的效果主要針對初級污染源。

優養化(Eutrophication)(二)
國立臺灣師範大學附屬高級中學學生蔡韶恬/國立臺灣師範大學附屬高級中學化學科陳昭錦老師

連結：優養化(Eutrophication)(一)

生態的影響(Ecologlical effect)

改變初級生產力對生態有許多影響，其中三項對生態的衝擊特別嚴重：生物多樣性降低、物種結構與優勢物種的改變與毒性的影響等。這些影響有下列幾項：

• 浮游性植物的數量增加
• 浮游性植物的毒性
• 膠狀的浮游性動物大量增加
• 降低水底及附生藻類的生物量
• 大型植物的種類結構及生物量改變
• 水的透光性降低(濁度增加)
• 顏色、氣味和水處理的問題
• 溶氧量不足
• 魚類死亡事件增加
• 良好魚種消失
• 可收穫的魚類和甲殼類減少
• 水體的觀賞價值降低

優養化(Eutrophication)(一)
國立臺灣師範大學附屬高級中學學生蔡韶恬/國立臺灣師範大學附屬高級中學化學科陳昭錦老師

(優養化，圖片來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Eutrophication)

優養化是指水體生態系中，由於清潔劑、肥料或穢物等富含植物生長營養素的物質流入，導致水質汙染的現象，這些植物營養素通常含有氮、磷等元素。

其結果通常使生態系之初級生產力(Primary production)增加（植物過度的生長與腐敗），進一步的影響包括：缺氧、水質惡化及魚、貝類大量死亡等。

(三聚磷酸鈉曾經是很多種清潔劑的添加成份，為優養化的元兇，圖片來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Eutrophication)

氫循環（Hydrogen cycle）
國立臺灣師範大學化學系碩士班一年級陳培杰研究生

根據估計，所有生物 $$99\%$$ 都會利用到 $$\mathrm{H_2}$$（hydrogen）。即使這些種類大部份是微生物，但事實上，幾乎所有的細菌和古細菌都具有非常活躍的金屬酶（metalloenzyme），稱為氫化酶（hydrogenase），這些氫化酶可以讓 $$\mathrm{H_2}$$ 和 $$\mathrm{H^+}$$ 互相轉換，當微生物產生 $$\mathrm{H_2}$$ 後，這些 $$\mathrm{H_2}$$ 會被別人利用作為燃料，這有助於解釋為什麼大氣中 $$\mathrm{H_2}$$ 的偵測量那麼少的原因。在人的腸道中也存在著細菌，這些細菌也含有氫化酶，所以在人的呼吸當中，也會有少量的 $$\mathrm{H_2}$$ 可被偵測到。

不鏽鋼與不鏽鋼皂（Stainless Steel and Stainless Steel Soap）
臺北市立第一女子高級中學二年級郭乃榕

現代人生活與金屬材料習習相關，而不鏽鋼在日常生活中即扮演著重要的角色，如化學工業、飛機零件、醫療器具、餐具及刀具等皆隨時可見，尤其臺灣位處鹽份高、濕氣重的環境，更助長不銹鋼材料的大量使用。

不鏽鋼皂與皂盒。圖片來源：維基百科

不銹鋼(Stainless steel)為鐵、鉻、鎳的合金。若含鉻成份至少12%以上稱作不銹鋼，低於12% 者稱為耐蝕鋼(corrosin resistance steel)。鋼中添加鉻的原因為當空氣與不鏽鋼接觸時將於表面生成氧化鉻薄層，其緻密、不透氣、可防止氣體或液體向內滲透，以達到抗腐蝕的效果。但日常生活中為什還是見得到不鏽鋼生鏽呢？當不銹鋼表面存積著含有其他金屬元素的粉塵或異類金屬顆粒的附著物，在潮濕的空氣中，附著物與不銹鋼間的冷凝水，將二者連成一個微電池，引發了電化學反應，保護膜受到破壞，稱之謂電化學腐蝕。因此，不鏽鋼生鏽絕大多數都屬於電化學腐蝕。