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奈米科技的應用
夜二技資管三甲
69790023 陳郁棋
69790024 陳俊宏
69790033 蔡銘展
指導老師:陳美利 老師
目錄
奈米基礎概念
自然界的奈米現象
彩蝶效應
生物羅盤
奈米的應用
民生用品
光電技術
生醫科技
能源環保
奈米基礎概念
奈米科技的出現,打破了各個領域的界限。
物質在奈米尺寸下,會呈現跟一般狀態下完
全不同的物理、化學或生物特性;在奈米尺
度下,製造出呈現新機能或新穎物性的微小
物質,並且以這個物質為基礎,設計、製作
成新的元件、器具或系統的技術,就是奈米
科技。
奈米的大小
1奈米=十億分之一公尺。尺寸大約只有
DNA 的大小,一根頭髮的直徑大約是
30,000 ~ 50,000 奈米。
自然界的奈米現象
彩蝶效應
有些蝴蝶翅膀會呈現繽紛燦爛的顏色,特別
的是這些炫麗的顏色,還會隨著觀看者的角
度不同而改變,因為這些蝴蝶翅膀上,都有
光子晶體的顯微結構。
生物羅盤
鴿子、海龜體內都擁有奈米級的生物羅盤,
科學家在這些生物的體內發現了奈米磁粒子,
這個奈米級的生物羅盤,使得這類生物在地
磁導航下能辨識方向,因此可以做為導航系
統。
蓮花效應
水滴滴在蓮花葉片上,形成晶瑩剔透的
圓形水珠,而不會攤平在葉片上的現象,
便是蓮花葉片表面的「奈米」結構所造
成。
壁虎的凡得瓦力效應
凡得瓦力是分子間的正負電荷吸引力,壁虎
的每一隻腳掌上,都佈滿數百萬根直徑約
200 ~ 500奈米的剛毛,當數百萬根奈米
尺寸的剛毛一起作用時,吸附力就非常驚人
了,最大可達120公斤。
日常生活的應用
奈米水
水是由許多個H2O組成環狀結構,利用
分子對撞機可以撞開這個環狀結構,使
分子大小接近奈米級,更容易為人體吸
收。
奈米啤酒
利用酵母菌的分子達到「奈米化」
,可加快酵母菌反應的速度。
奈米塗料
奈米自潔塗料具有防污能力,乃因塗料表面
具有奈米尺寸的大小孔隙,不易沾惹塵埃,
所以奈米塗料的表面可常保清潔。具有如同
蓮花表面之「自我清潔」能力。
奈米衛浴
運用奈米技術製程於衛浴設備中,如洗臉盆、
馬桶等產品上層塗上一層奈米級釉料除了可以
產生更光滑細緻的表面可使髒污不易停留在表
面上,達到抗污防菌的效果。
汽車應用
將表面奈米化,可使機體表面因蓮花效應而
更加抗熱、抗磨損,且可使各項裝備的耐腐
蝕、吸波性和散熱性大為提昇。
而包覆著奈米鑽石鍍膜的汽車可以 1年不打
蠟還是一樣的亮。
奈米電腦
現在的電腦材料已經普遍奈米化,電腦材料
奈米化的結果,是電腦體積縮小了,如此一
來,桌上型電腦可縮小為筆記型電腦大小。
光電科技
儲存設備
使用奈米粉末製成的磁記錄材料,可使磁帶
或軟硬磁碟的記錄密度提高,資料儲存密度
也相對提高。
奈米光碟
台大奈米光存儲研發團隊研發出超大容量的
奈米超解析光碟片,容量可達150GB,是
目前DVD容量的30倍
以上,領先全球,而且
解析度更高,未來觀影
享受將更犀利。
生物、醫學應用
生物晶片
奈米技術運用在生物晶片上,一次可以檢驗
多種細菌,而且只要幾秒鐘就能檢驗出病灶,
準確度及速度是傳統檢測的一百倍。
口服內視鏡
運用奈米科技開發出口服的膠囊內視鏡
只需要將只有一顆藥丸大小,卻包括了內視鏡、電
池以及收音設備的口服內視鏡吞入腹中,就能進行
內視鏡的檢查,大大減少目前在檢驗上所造成的不
舒服感。
能源環保
奈米燃料電池
利用外在的燃料添加轉換成電能的發電裝置,
只要補充燃料經由奈米觸媒轉化反應就有源
源不絕的電源。
奈米太陽電池
將無法使用的光能轉成人類有辦法利用的電
能,屬於乾淨的綠色能源,而奈米化的二氧
化鈦薄膜型太陽電池
不僅簡化了製作程序
,也大大提升了光能
轉換成電能的效率。
污染排放的問題
在汽車觸媒轉化器中加入奈米稀土材料,除
可將汽車排放的一氧化碳和氮氧化合物,轉
化成對人體和環境無害的二氧化碳和氮氣