奈 米 材 料 特 性 探 討 組員名單： 嚴梓寧、康峰睿、許亞倫 賴宜璇、賴映伃 目 錄 研究動機〈實驗一〉 研究方法 研究結果 研究動機〈實驗二之一〉 研究方法 研究結果 心得與建議 參考資料 研究動機〈實驗一〉 為什麼要做這個題目:因為最近奈米科技很 流行，科學家都在研究奈米，所以無知的我們想 知道奈米科技可以運用在哪些地方，並發揮更大 的效用，讓人類得生活更便利。 想更深入了解什麼問題:如果將奈米噴漆在 汽車的玻璃窗上，是否就可以不需要雨刷了? 資料探索 （一）奈米 (nanometer)是一個長度的單位。1奈米 = 十億分之1米(10-9 meter)，約為分子或DNA的大小，或是頭髮寬度的十萬分之一。 （二）奈米結構的大小約為1 ~ 100奈米，即介於分子和次微米之間。 在如此小的尺度下，古典理論已不敷使用，量子效應（quantum effect） 已成為不可忽視的因素，再加上表面積所佔的比例大增，物質會呈 現迴異於巨觀尺度下的物理、化學和生物性質。 （三）在產業方面，奈米科技已經被公認為21世紀最重要的產業之一。 從民生消費性產業到尖端的高科技領域，都能找到與奈米科技相關 的用。 （四）「蓮花效應」（lotus effect）是指荷葉由於表面的奈米結構，因 而 具有抗水防塵的自潔功能，這個特性能用來改善高科技的戰機 雷達天線罩，也可以運用來生產自潔玻璃及奈米馬桶等民生用品。 研究方法與設計 實驗方法:準備兩片玻片，一片塗上奈米塗料，另一 片則否，等待塗料乾，利用滴管滴上一滴水，觀察水 附著的情形。將水滴用衛生紙吸乾後，將玻片調整角 度使之傾斜為10°，再滴上一滴水，觀察水滴滾動情形。 完成後，將水滴吸乾，再調整不同的角度20°、30°、40°， 觀察水滴滾動的情形， 工具:（一）.實驗工具：不同材質的物品各兩個(玻璃、 金屬、木頭)、奈米漆、量角器、水及油。 觀察方法：觀察同高度的水 滴落在不同表面時，水滴附著 及擴散情形，並記錄。 研究結果〈玻璃〉 塗漆 角度 滴水高度 發生情形 有 5cm 水散得比下面開 無 5cm 水散得很開 有 5cm 水散開，沒有流動 無 5cm 水散開，沒有流動 有 5cm 水散開，沒有流動 無 5cm 水有流動，並流到底 有 5cm 水直接流到底 研究結果〈金屬〉 塗漆 角度 滴水高度 發生情形 有 5cm 水沒有散開 無 5cm 水沒有散開 有 5cm 水沒有流動 無 5cm 水沒有流動 有 5cm 水沒有流動 無 5cm 水流到底 有 5cm 水沒有流動 研究結果〈木頭〉 塗漆 角度 滴水高度 發生情形 有 5cm 水沒有散開 無 5cm 水稍微散開 有 5cm 水沒有流動 無 5cm 水沒有流動 有 5cm 水沒有流動 無 5cm 水流下約四分之一 有 5cm 水沒有流動 研究動機〈實驗二之一〉 為什麼要做這個題目:台灣因為潮溼，有許 多陶瓷和玻璃的表面容易受損，然後我們聽說， 奈米對防潮、防塵有很大的作用，所以，我們想 藉由實驗來了解奈米的防塵效果。 想更深入了解什麼問題:如果我們使用奈米 塗漆的話，是否可以減少在生活中玻璃表面的受 損? 研究方法與設計 實驗方法:準備三個表玻璃，一片背面塗上塗料，一片 正面塗上塗料，一片則保持原樣。等待塗料乾，將固定 重量的砝碼以不同高度掉落在表玻璃中央，測試表玻璃 的抗壓性。 工具:表玻璃〈三片〉、奈米塗漆〈一罐〉、50公分長 尺〈兩把〉、20kg.50kg.100kg砝碼各一個。 觀察方法:利用同重量的砝碼以不同的高度垂直掉落在 表玻璃上面， 觀察其破裂的難易 度，測試奈米塗料是否可提高 表玻璃的抗壓性。 研究結果 表玻璃 砝碼 落下高度 發生情形 表面塗料 20g 5cm 沒破，也沒裂痕 背面塗料 20g 5cm 沒破，也沒裂痕 未塗料 20g 5cm 沒破，也沒裂痕 表面塗料 20g 8cm 沒破，也沒裂痕 背面塗料 20g 8cm 沒破，也沒裂痕 未塗料 20g 8cm 沒破，也沒裂痕 表面塗料 20g 11cm 沒破，也沒裂痕 背面塗料 20g 11cm 沒破，也沒裂痕 未塗料 20g 11cm 沒破，也沒裂痕 研究結果 表玻璃 砝碼 落下高度 發生情形 表面塗料 20g 14cm 沒破，也沒裂痕 背面塗料 20g 14cm 沒破，也沒裂痕 未塗料 20g 14cm 沒破，也沒裂痕 表面塗料 20g 17cm 沒破，也沒裂痕 背面塗料 20g 17cm 沒破，也沒裂痕 未塗料 20g 17cm 沒破，也沒裂痕 表面塗料 20g 20cm 沒破，也沒裂痕 背面塗料 20g 20cm 沒破，也沒裂痕 未塗料 20g 20cm 沒破，也沒裂痕 心得與建議 人類文明的第四次工業革命腳步，已隨著奈米科技的興 起而到來，而奈米科技將是二十一世紀科技與產業發展 最大的驅動力；奈米科技正在創造新一波的技術革命與 產業，它對人類生活的影響將是全面的，且將遍及光學、 電腦、紀錄媒體、機械工具、醫學醫藥、基因工程、環 境與資源、化學工業等產業。 但是科技先進也會有負面的影響，好東西的發明不可能 只帶來好處，而不帶來壞處，奈米技術最驚人的，是透 過對物質極微細尺寸的操作，技術上已經能直接移動原 子。這個可怕之處在於：如果你可以任意改變、創造物 質，人類可以完全掌握奈米技術時，就能找到點石成金 的「仙女棒」。所以當人們在進行新科學與新科技時， 更是要謹慎的未雨綢繆，確保壞事不會發生。 參考資料 網路: 1.http://www.heyi.com.tw/01.htm 2.http://nano.nchc.org.tw 3.http://asia-learning.com.tw 4.http://www.i-sun.com.tw/news/new_page_1.htm 5.http://entry.hit.edu.tw 書: 1.你不可不知的奈米科技─影響世界改變未來 建華著 2.打造奈米經濟─引爆21世紀科技革命 李奮生‧史紅虎 著 謝.
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奈 米 材 料 特 性 探 討 組員名單： 嚴梓寧、康峰睿、許亞倫 賴宜璇、賴映伃 目 錄 研究動機〈實驗一〉 研究方法 研究結果 研究動機〈實驗二之一〉 研究方法 研究結果 心得與建議 參考資料 研究動機〈實驗一〉 為什麼要做這個題目:因為最近奈米科技很 流行，科學家都在研究奈米，所以無知的我們想 知道奈米科技可以運用在哪些地方，並發揮更大 的效用，讓人類得生活更便利。 想更深入了解什麼問題:如果將奈米噴漆在 汽車的玻璃窗上，是否就可以不需要雨刷了? 資料探索 （一）奈米 (nanometer)是一個長度的單位。1奈米 = 十億分之1米(10-9 meter)，約為分子或DNA的大小，或是頭髮寬度的十萬分之一。 （二）奈米結構的大小約為1 ~ 100奈米，即介於分子和次微米之間。 在如此小的尺度下，古典理論已不敷使用，量子效應（quantum effect） 已成為不可忽視的因素，再加上表面積所佔的比例大增，物質會呈 現迴異於巨觀尺度下的物理、化學和生物性質。 （三）在產業方面，奈米科技已經被公認為21世紀最重要的產業之一。 從民生消費性產業到尖端的高科技領域，都能找到與奈米科技相關 的用。 （四）「蓮花效應」（lotus effect）是指荷葉由於表面的奈米結構，因 而 具有抗水防塵的自潔功能，這個特性能用來改善高科技的戰機 雷達天線罩，也可以運用來生產自潔玻璃及奈米馬桶等民生用品。 研究方法與設計 實驗方法:準備兩片玻片，一片塗上奈米塗料，另一 片則否，等待塗料乾，利用滴管滴上一滴水，觀察水 附著的情形。將水滴用衛生紙吸乾後，將玻片調整角 度使之傾斜為10°，再滴上一滴水，觀察水滴滾動情形。 完成後，將水滴吸乾，再調整不同的角度20°、30°、40°， 觀察水滴滾動的情形， 工具:（一）.實驗工具：不同材質的物品各兩個(玻璃、 金屬、木頭)、奈米漆、量角器、水及油。 觀察方法：觀察同高度的水 滴落在不同表面時，水滴附著 及擴散情形，並記錄。 研究結果〈玻璃〉 塗漆 角度 滴水高度 發生情形 有 0 5cm 水散得比下面開 無 0 5cm 水散得很開 有 10 5cm 水散開，沒有流動 無 10 5cm 水散開，沒有流動 有 20 5cm 水散開，沒有流動 無 20 5cm 水有流動，並流到底 有 30 5cm 水直接流到底 研究結果〈金屬〉 塗漆 角度 滴水高度 發生情形 有 0 5cm 水沒有散開 無 0 5cm 水沒有散開 有 10 5cm 水沒有流動 無 10 5cm 水沒有流動 有 20 5cm 水沒有流動 無 20 5cm 水流到底 有 30 5cm 水沒有流動 研究結果〈木頭〉 塗漆 角度 滴水高度 發生情形 有 0 5cm 水沒有散開 無 0 5cm 水稍微散開 有 10 5cm 水沒有流動 無 10 5cm 水沒有流動 有 20 5cm 水沒有流動 無 20 5cm 水流下約四分之一 有 30 5cm 水沒有流動 研究動機〈實驗二之一〉 為什麼要做這個題目:台灣因為潮溼，有許 多陶瓷和玻璃的表面容易受損，然後我們聽說， 奈米對防潮、防塵有很大的作用，所以，我們想 藉由實驗來了解奈米的防塵效果。 想更深入了解什麼問題:如果我們使用奈米 塗漆的話，是否可以減少在生活中玻璃表面的受 損? 研究方法與設計 實驗方法:準備三個表玻璃，一片背面塗上塗料，一片 正面塗上塗料，一片則保持原樣。等待塗料乾，將固定 重量的砝碼以不同高度掉落在表玻璃中央，測試表玻璃 的抗壓性。 工具:表玻璃〈三片〉、奈米塗漆〈一罐〉、50公分長 尺〈兩把〉、20kg.50kg.100kg砝碼各一個。 觀察方法:利用同重量的砝碼以不同的高度垂直掉落在 表玻璃上面， 觀察其破裂的難易 度，測試奈米塗料是否可提高 表玻璃的抗壓性。 研究結果 表玻璃 砝碼 落下高度 發生情形 表面塗料 20g 5cm 沒破，也沒裂痕 背面塗料 20g 5cm 沒破，也沒裂痕 未塗料 20g 5cm 沒破，也沒裂痕 表面塗料 20g 8cm 沒破，也沒裂痕 背面塗料 20g 8cm 沒破，也沒裂痕 未塗料 20g 8cm 沒破，也沒裂痕 表面塗料 20g 11cm 沒破，也沒裂痕 背面塗料 20g 11cm 沒破，也沒裂痕 未塗料 20g 11cm 沒破，也沒裂痕 研究結果 表玻璃 砝碼 落下高度 發生情形 表面塗料 20g 14cm 沒破，也沒裂痕 背面塗料 20g 14cm 沒破，也沒裂痕 未塗料 20g 14cm 沒破，也沒裂痕 表面塗料 20g 17cm 沒破，也沒裂痕 背面塗料 20g 17cm 沒破，也沒裂痕 未塗料 20g 17cm 沒破，也沒裂痕 表面塗料 20g 20cm 沒破，也沒裂痕 背面塗料 20g 20cm 沒破，也沒裂痕 未塗料 20g 20cm 沒破，也沒裂痕 心得與建議 人類文明的第四次工業革命腳步，已隨著奈米科技的興 起而到來，而奈米科技將是二十一世紀科技與產業發展 最大的驅動力；奈米科技正在創造新一波的技術革命與 產業，它對人類生活的影響將是全面的，且將遍及光學、 電腦、紀錄媒體、機械工具、醫學醫藥、基因工程、環 境與資源、化學工業等產業。 但是科技先進也會有負面的影響，好東西的發明不可能 只帶來好處，而不帶來壞處，奈米技術最驚人的，是透 過對物質極微細尺寸的操作，技術上已經能直接移動原 子。這個可怕之處在於：如果你可以任意改變、創造物 質，人類可以完全掌握奈米技術時，就能找到點石成金 的「仙女棒」。所以當人們在進行新科學與新科技時， 更是要謹慎的未雨綢繆，確保壞事不會發生。 參考資料 網路: 1.http://www.heyi.com.tw/01.htm 2.http://nano.nchc.org.tw 3.http://asia-learning.com.tw 4.http://www.i-sun.com.tw/news/new_page_1.htm 5.http://entry.hit.edu.tw 書: 1.你不可不知的奈米科技─影響世界改變未來 建華著 2.打造奈米經濟─引爆21世紀科技革命 李奮生‧史紅虎 著 謝 謝 指 導