2018年4月16日

手工萃取樟樹純露

這標題看起來好像很有高雅氣質對不對?

這批要提煉的原料是來自一棵不知道為什麼被砍倒的樟樹,木材被鋸成小段小段之後,把木屑掃一掃收一收就可以拿來提煉樟腦了。

我本來是要提煉樟腦的,可是可能因為時間太短,所以就沒成功啦,只能粹一下純露。

萃取樟腦精油或是純露的原理其實一樣,就是應用蒸餾的原理啦。加熱樟樹木材或木屑(裡頭要加水),木材內含的物質會跟著水一起變成氣態,冷凝後收集起來就是了。樟腦油其實不是油,是一種萜類有機化合物,有收集到的話,就會浮在收集的水上面。而收集的水內也會含有一些樟木裡的物質,那個就可以叫做純露。

其實要收集精油是有專門的工具可以用的,搜尋一下「蒸餾鍋」就可以找到了,梅子的同事就用蒸餾鍋把同一批樟腦木屑粹出樟腦油呢。

那我這種沒專門工具的就找簡單的東西代用一下吧,就電磁爐和鍋子囉。把鍋子內裝木屑,倒幾杯水進去,中間再放一個燒杯,準備承接蒸餾冷凝後的液體。




把鍋蓋的塑膠頭拆掉,留下一根長長螺絲,然後把鍋蓋倒蓋使用。



圖中的鍋蓋就是倒過來用的,上面再加上一塊冰塊,底下加熱的蒸氣遇到這個冷鍋蓋就會冷凝,冷凝後的液體就會一滴一滴流到我放在中間的燒杯。後來我冰塊都融化了,就把水撈出來,直接改裝冷水,其實也是可以啦。



大約蒸餾30分鐘左右,可以得到幾十毫升的液體,可以稱為純露,這也是有樟樹部份的味道,不過並沒有收集到樟樹精油。我想如果加熱再久一些,就可以收到樟腦油了吧。

2018年4月8日

樟樹葉的表面翻模與著色

在科學Maker社團看到有人用翻模法去翻樟樹葉的表面,我才知道原來它的表面這麼美。於是我也跟著去採了樟樹葉片來翻翻看。




我覺得有意思的是葉下表皮的氣孔群看起來是一區一區的,於是我就用GIMP來著色一下。
整個影像處理的流程是,先將照片轉灰階去彩度,再轉換影像模式為RGB,然後用畫筆進行塗色,而畫筆的模式調為「顏色」藉此在灰階圖上色。

以下兩張是原圖,剩下的都是上色的(看也知道)








僅針對保衛細胞的部份上色



把看起來成一區的部份個別上不同顏色



把看起來成一區的都上同樣顏色

竹筷的表面翻模看導管紋路

最近流行 SEMM表面精密翻模顯微術,想到以前用過熱熔膠來翻過模,這次試試看來翻竹筷。














想到江老師說過翻模法有一個好處是可以用到顯微鏡的解析極限。

引用一下他的話(此篇)
「主要的原因是因為只有起伏的立體資訊而沒有顏色的資訊,資訊變得很單一,所以可以直接用短波長的光來成像,可以提高解析度,避免掉所有的色差。
以我們的光學變焦模組為例,如果用螢光模組裡的紫光或藍光當作光源,然後拍照後把相片轉成黑白,應該會變得非常強,可以直接跟高倍率的通用模組比的! 解析度或許更高~」


說明一下,顯微鏡的解像力正比於光波長。參考此篇說明,所以使用越短波長的光源,兩點可分辨的距離就可以更小。

下圖雖然不是用短波長光線為光源,不過也已經能表現出翻模的優點,可以看出導管細胞外的環紋。




我用GIMP特別著色一下,就是那個紅色的部份,可以看到有環紋呢


2018年4月4日

瓢蟲後翅的折疊模型


這是去年三月看「 サイエンスZERO」看到的單元,一直想要紀錄下來,但是就是懶病發作,直到今天早上才試做。

當時三月看節目的時候還不知道有後續這項研究報告「Investigation of hindwing folding in ladybird beetles by artificial elytron transplantation and microcomputed tomography」。研究人員透過透明樹脂仿製做的翅鞘,觀察後翅打開折疊的動作。詳細的中文新聞可以看這篇「0.1秒就能開合翅膀! 日本解開了瓢蟲的秘密

我這篇要紀錄的是那時看節目的時候,研究人員斉藤一哉展示了瓢蟲後翅的折疊模型,我看了覺得好想做一個,於是就仿了做了一個。下圖印出來,剪下來折一折就可以玩玩看。

















用表面翻模發現繩文人已經會OO

這標題有點內容農場的風格,OO是什麼?看完就知道。

最近科學Maker社團裡在做指甲油的翻模觀察,江老師特別將這個方法命名成Surface Elaborate Mold Microscopy 表面精密翻模顯微術。(詳見此篇文

這讓我想起之前看日本的科學節目サイエンスZERO這一集-「見えないモノを見る! ひもとかれる歴史の謎」,也是用到了翻模技術去觀察繩文時代的陶器,發現了一些很特別的事情呢。

繩文時代是是日本舊石器時代後期到新石器時代,即前14500年到公元前300年前後的時期。當時的陶器和陶俑表面上有繩索紋樣,所以稱為繩文時代。(摘自維基百科

此集來賓是熊本大學的小畑弘己,桌上擺的就是繩文時代的土器


土器上面有著用繩索敲印的痕跡,但是在這些痕跡上有著奇怪的痕跡,那是什麼?要賣個關子。



先用矽膠來翻模一些其他的陶器






矽膠乾燥之後,仔細看看那個土器上的痕跡,是什麼啊?



用SEM去看,唉啊,是隻蜘蛛啊




又翻模了一個,這啥?


喔喔,是蟑螂的卵囊呢



這個小點點呢?


喔,是隻象鼻蟲呢



至於這個呢?這就是這個單元的主題了。在這些土器當中的這個一顆顆的東西到底是什麼?



是大豆啊!



在日本山梨縣的埋藏文化財中心 有20萬個出土的繩文土器,他們就把土器上有大豆(或類似大豆的)通通翻模翻出來




把這些大豆的大小和年代做個比較,就出現了有意思的現象


他們推測繩文人會選擇大粒的種子繼續栽種,也就是已經有了育種的概念。而這些證據居然是來自繩文土器上的翻模痕跡呢。


2018年3月29日

敲敲樹皮布的課程

最近九年級專題到了教到植物的組織,談到雙子葉木本植物,當然會提到樹皮,既然講到樹皮,那麼搭配的活動就是敲敲樹皮布。

我最早在5年前試作的,請見【手作構樹樹皮布】,自己做的話,材料都簡單,可是變成課程,就要多準備一些工具了。

材料:
樹皮,就是用校園裡的構樹,因為是一節課內要完成的,所以選用的樹枝直徑大概是1.5公分左右的。

工具:
每人一把鐵鎚,小型的就可以
樹枝鋸一把

步驟:
由我鋸下樹枝,每人發下約5公分長的樹枝,如果是乾燥很久的樹枝,可以先泡水備用。

在樹枝上均勻敲擊之後,形成層的細胞會分離,讓樹皮自然從木材上分離下來,成為一管樹皮,再用手撕開成一片。

接下來就是用鐵鎚均勻敲擊了,重點是讓樹皮展延











同樣粗細的樹枝,但技術不同,樹皮的展延程度就不盡相同









蜜袋鼯骨骼標本製作

幾週前學生嘉佑拿了一個塑膠盒突然出現在教室門口,盒子裡似乎藏著什麼秘密。

原來,學生一直把我說過的話在心裡,我說「家裡的小動物死掉記得拿來給我做標本,如果是自己死掉,也要自己來找我做標本喔」

那盒子裡裝的是學生養了一陣子的蜜袋鼯,前一天被家中另外一種寵物咬死的。因為沒有冷凍過,所以就約學生中午一起製作標本。

由於毛皮完整,所以我想可以分兩組製作,一個是剝皮製作剝製標本,另一個是骨骼拆出來做骨骼標本,不過沒把所有的骨骼都一起拆下,我留下了前肢前臂以下和後肢小腿以下的骨骼在毛皮標本上,這樣才能在毛皮剝製標本上看到手腳。



骨骼標本的部分再用KOH浸泡,這個手法是我最近幾年開始採用的,也是我很推薦的一種。

很多人常問我要配置多少濃度的溶液才好,其實我沒有算過,如果真要計算,大概就是500CC的水泡個十顆左右的KOH顆粒,泡多泡少有沒有關係呢?有的,那和浸泡時間有關。

如果是週五製作,想讓標本浸泡過一個周末,那我就會泡稀釋一點,如果是要泡一個上午,到下午立刻製作,那就會泡濃一點。

再來是泡之前的處理,得先順著肌肉的纖維走向切開肌肉的筋膜,可以剪斷部分的肌肉,但是不要全剪,這部分的處理可以讓藥劑盡量滲進肌肉裡面,達到腐蝕的效果。

而肌腱韌帶盡量不要先去除,韌帶是連接骨骼的,如果去掉韌帶,骨骼就會散掉,之後很難組合。肌腱是讓肌肉附著在肌肉上,留下肌肉和肌腱,可以讓後續標本乾燥時順道一起維持標本的姿勢。

現在我幾乎不做取以往那種將所有骨骼泡散之後,再\以熱熔膠接合的方式。幾個部位,例如肩帶(肩胛骨、鎖骨、肱骨)、腰帶(股骨、骨盆)、胸廓(有硬肋、軟肋、胸骨),這些我覺得超難拚得好,即使拚好,也幾乎不可能將骨骼拼回正確的位置。而且那樣的拼法,很難在骨骼之間留下正確的間隙,畢竟骨骼並不是真的直接骨連骨的,關節腔是有空隙的。如果是骨連骨的拼法,通常也會讓動物小了一點點。

而現在我採用的這種作法,並不讓肌肉完全腐蝕掉,而是讓肌肉、肌腱、韌帶在乾燥時可以貼在骨骼形成一片薄膜,彷彿就像一片很細的膠帶貼在骨骼外面,由外而內穩固骨骼結構。

只要乾燥時,用適當的材料穩固骨骼形狀,就可以省去事後拚骨頭的時間。






















2018年3月15日

圓形透明標籤貼紙採集花粉

這篇說到我其實花粉和胚珠是分開兩次進行觀察的,這篇就是我帶花粉觀察的課程。以往都是用百合花一次觀察花粉、胚珠。不過後來覺得從身邊的事物開始觀察,才會更貼近生活,像這次也有特別去讓學生採集松樹的花粉來看,想要給學生至少有點印象,裸子植物也是有花粉的。


採集用的東西就是去買透明的圓形標籤貼紙,我買直徑1.8公分的(沒屋頂的賣場找透明貼紙,就可以找到了,不用特別寫信來問我哪裡買)




學生拿著貼紙在花上面貼一貼再貼回原本的離型紙上,就可以帶回教室用顯微鏡觀察了











我們觀察是用uHandy搭配iPad觀察,學生即使第一次使用都可以很簡單輕易的找到目標進行攝影。





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