科展成果

壹、研究動機：

台灣位於亞熱帶地區，一年四季皆有蚊子相伴，尤其在夏天，台灣的民眾都必須做好滅蚊工作，以防範各種由蚊子所引起的傳染疾病，如：登革熱、日本腦炎等；本著造福人群的精神，我們想研究一種成本更為低廉，效果更為有效的驅蚊裝置，例如：使用頻率、氣味、磁場等來吸引或驅離蚊蟲，並期待此種有效的驅蚊器能讓民眾普遍使用。

貳、研究目的：

市面上最常見的現代驅蚊(滅蚊)裝置有三種：一、補蚊燈。二、電蚊香。三、電蚊拍。但第一、二種會受限於插頭的位置及電線的長度，使用地點有其限制，而第三種（電蚊拍），因為是裝乾電池，機動性強，可是手動性的電死蚊子，一旦手離開了電蚊拍，便無法殺死蚊子。因此，我們想製作出一種同時擁有補蚊燈吸引蚊子自投羅網及電蚊拍機動性殺蚊的裝置，以期發揮最大的滅蚊功效。

参、研究設備器材：

一.頻率驅蚊蟲器





圖1-1 頻率驅蚊蟲器內部構造

                                                                    

二.筆型頻率驅蚊器《攜帶型》



圖1-2 頻率驅蚊器〈攜帶型〉外貌



三.自製滅蚊裝置 名稱：Kill Star(自製滅蚊器名稱，自訂)

(一).Kill Star外觀本體的製作方法：

１．由10塊壓克力板《長20cm寬15cm厚0.5cm》寬15公分的邊與邊互相黏死，且圍成一星型，留右上角兩片作活動板，以便更換Kill Star內部裝置。(如附圖3-1)

２．仿造所圍成的星型，製作出兩塊同樣大小的星型壓克力板《厚0.3cm》覆蓋整個外殼，且黏死。

３．將一面星型板的中間鏤刻一心形狀《長30cm 寬25cm》，將鐵絲網由內覆蓋此心型洞且固定。

４．在星型體外放置內有二氧化碳的鋼瓶，鋼瓶開關口上裝置一流速表以便了解二氧化碳流速狀況。再用一塑膠管一端連接鋼瓶開關口、一端接入星型體，好讓星型體可以釋放二氧化碳吸引蚊子。

５．在星型體下方墊一塑膠盤子，接蚊子遭電死的屍體，以便清理。

以上５點為Kill Star的外部。(見附圖1-3)

(二).Kill Star的內部構造：

６．在星型體內放置一燈泡，並裝置電池盒，在電池盒裝上電池，使其能發光，一來是利用蚊子的趨光性吸引蚊子，二來是作裝飾用途。

７．在星型體內的心型鐵絲網連結一電池盒，使其能導電，以便能夠電死被吸引過來的蚊子。(見附圖1-4)



圖1-3  Kill Star外觀



圖1-4  Kill Star內部構造



圖1-5  用紙板試作實際大小的Kill Star



圖1-6  二氧化碳的流速控制器

(三).材料：

（1）長20cm寬15cm厚0.5cm的壓克力板10片（2）長60cm寬62cm厚0.3cm的壓克力板2片（3）長30cm寬35cm的鐵網一片（4）3V的電池盒(附電線)兩個（5）10W的燈泡一個（6）長48cm寬20cm高5cm的塑膠盤子一只
















圖1-7  Kill Star的實際操作物〈左邊為二氧化碳鋼瓶〉

肆、研究過程或方法

一.實驗流程

9/16~9/26 蒐集資料  9/30~10/07 討論、分析資料  10/08~10/29 確定研究主題，進行文獻探討、分析

10/30~11/17 試繪Kill Star模型   11/18~11/25 蒐集Kill Star製作的材料  12/01~12/06 完成Kill Star的紙板模型  12/07~12/21 Kill Star的內部構造成型  12/21~12/24 收集數據，進行分析探討，完成初步的報告

02/10~02/28 將Kill star放置於男廁，進行殺蚊，收集詳細數據  03/01~03/10 數據分析.討論.完成報告。

二.實驗步驟

(一).二氧化碳發生器的製備：

１．在水槽中加水半滿，將兩個廣口瓶裝滿水，用玻璃片蓋好，倒立在水槽中。取大理石碎片300克，輕輕地順著瓶壁放入錐形瓶中。用附有薊頭漏斗的橡皮塞塞緊瓶口，薊頭漏斗長管末端要盡量插到錐形瓶底部。(見圖1-8)

２．由薊頭漏斗加水少許，使水位略高於薊頭漏斗的長管末端。

３．從薊頭漏斗加入２０毫升的稀鹽酸，可看到大理石與鹽酸反應產生氣泡，待氣泡繼續冒出約３０秒後，才開始收集氣體。將橡皮管插入廣口瓶內，以排水集氣法收集兩瓶氣體，其中一瓶充滿氣體〈甲瓶〉，另一瓶〈乙瓶〉收集氣體約四分之三瓶即可〈瓶中仍有四分之一瓶的水〉。



圖1-8 二氧化碳發生器

(二).利用Kill Star補蚊、殺蚊，收集資料：

１．二氧化碳對蚊子的影響：

(1)尋找一個多蚊的空間(學校教師用男廁)，放置Kill Star。

(２)打開鋼瓶開關，利用二氧化碳流速器（見附圖1-6）調整二氧化碳流速，在高電壓的鐵絲網旁的電池盒放入電池，使其導電。Kill Star便會開始放出二氧化碳，吸引蚊子，蚊子進入Kill Star內部後，碰觸到高電壓的鐵絲網，觸電死亡而墜落至Kill Star下半部的塑膠盤中。將二氧化碳控制在濃度10㎏/㎝2吸引蚊子，每兩個小時便取出墊在Kill Star下的塑膠盤，計算蚊子的屍體數目，紀錄下來。必須重複此項步驟兩天。

(３)重複第二步驟，但流速改為20㎏/㎝2的二氧化碳 測試也是2天。

(４)重複第二步驟，但流速改為30㎏/㎝2的二氧化碳 測試也是2天。

(５)重複第二步驟，但流速改為40㎏/㎝2的二氧化碳 測試也是2天。

(６)整理數據，歸納出這四種濃度《10㎏/㎝2、20㎏/㎝2、30㎏/㎝2、40㎏/㎝2》，蚊子較偏愛哪一濃度。繼續以下實驗：

２．燈光波長對蚊子的影響：

(１)在Kill Star內部把普通黃光燈泡裝上，使其能發光，此時二氧化碳鋼瓶開關打開，二氧化碳濃度調整至由上述實驗所得到的蚊子最喜愛的二氧化碳濃度，Kill Star便會開始放出二氧化碳，吸引蚊子，蚊子進入Kill Star內部後，碰觸到高電壓的鐵絲網，觸電死亡而墜落至Kill Star下半部的塑膠盤中。每隔兩小時就收集塑膠盤上的蚊子屍體一次，重複此步驟兩天並收集數據。

(２)重複步驟1，但把普通黃光的燈泡換掉，換成紅燈泡。

(３)重複步驟1，將黃燈泡換成綠燈泡。

(４)重複步驟1，將黃燈泡換成藍燈泡。

(５) 紀錄數據。

伍、結果

                             表一：不同流速的CO2對蚊子的吸引效果

            流速

實驗

10㎏/㎝2

20㎏/㎝2

30㎏/㎝2

40㎏/㎝2

實驗一

7

12

10

6

實驗二

10

13

7

5

實驗三

6

15

9

4

平均

7.667

13.333

8.667

5











表二：不同波長的燈光對蚊子的吸引效果

         燈光

實驗

紅

黃

綠

藍

實驗一

5

7

10

12

實驗二

4

6

11

11

實驗三

4

6

10

12

平均

4

6

10

11

















陸、討論

由實驗數據得知

一.CO2濃度的影響

(一) CO2的流速控制為㎏/㎝2時對蚊子有最佳的吸引效果，其原因為此濃度的CO2與動物呼吸時釋放於空氣中的CO2濃度可能較為接近。

(二) CO2濃度太少(如CO2流速控制為10㎏/㎝2時)，蚊子可能無法偵測，故吸

引蚊子數目較少。

(三) CO2濃度太大(如CO2的流速控制為30㎏/㎝2.40㎏/㎝2)，亦無法吸引蚊子

接近Kill Star。

二.各種波長燈光的影響

(一) 蚊子對波長約370nm的光線有較高的趨光性。

(二).由數據知道藍光對蚊子的吸引效果最佳，因為藍光的波長(約為400~450nm)最接近370nm，(見附圖5-11)，所以市面上的捕蚊燈皆以藍光為主。



圖5-11 光譜

(三) 綜合以上資料，Kill Star中的CO2流速控制在20㎏/㎝2燈光顏色以藍色來搭配，滅蚊效果最佳。

柒、參考資料及其他

一.文獻探討：

蚊子屬昆蟲綱、雙翅目、蚊科。蹤跡分布世界各地，但以炎熱潮溼的地方最適合生長；台灣便是適合蚊子生長的地方。生長在台灣的蚊子共有60種，然而只有雌蚊才會叮人。避免蚊子叮咬的方法有多種：像最根本的環境防治、化學防治法〈噴灑化學藥劑〉，也有比較好玩、較有趣的方法：利用蚊子的嗅覺、利用公蚊的頻率。第一、利用蚊子的嗅覺：據美國佛羅里達大學的科學家發現，蚊子可以在四十英里外嗅到人類呼出的二氧化碳和其他氣味，追蹤人類的位置，進行襲擊。科學家也指出，蚊子會從不同的氣味，選擇最喜愛的獵物。因此，或許我們可以塑造個多重氣味的空間，擾亂蚊子的嗅覺，使其不敢輕易接近，這樣就可以降低變成紅豆冰的機會！另一個方法是利誘，上文指出蚊子一但聞到二氧化碳便會靠近，於是我們可塑造個可以不斷製造二氧化碳的環境，吸引蚊子，在另安裝設置將蚊子一網打盡！第二、利用公蚊的頻率：據動物學家長期的研究指出，蚊蟲只有雌蚊需要吸食人、動物的血液，因為雌蚊在交配後的一星期內需要補充營養才能順利排卵生產，在這段期間雌蚊不能再與雄蚊交配，否則會影響生產，甚至雌蚊本身會有生命危險，所以說雌蚊要在懷孕後才會開始叮人吸血，此時，最害怕的就是遇到雄蚊的追逐交配。因此，我們可以藉由雄蚊發出的聲音頻率，讓雌蚊以為此有大量的雄蚊，不敢接近！

二.參考網站及文獻：

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國中二上理化講義(康軒文教事業)

臺灣蚊種檢索(Pictorial Keys to the Mosquitoes of Taiwan) 連日清著 藝軒出版社

親親自然月刊－蚊子 陳美玲著 親親文化出版社

私立金陵女子高級中學   學生：曾翊亭、林芳琪   指導老師：林清基

(有空在补充恋图片)