走入微观奈米新科技

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1、走入微觀──奈米新科技鳳和中學：蔡孟儒綱要奈米介紹最原始的生物奈米奈米物質特性奈米材料與產品的開發光觸媒二氧化鈦(TiO2)真假奈米光觸媒何謂奈米?奈米為一長度單位，英文nanometer，簡稱nm。1nm=1×10-9m，相當於三到四個原子串聯起來的長度。奈米科技：舉凡做尺度介於0.1(或1)~100nm間的物理化學研究，或是以此相當尺度之材料、測量技術的開發稱之。最原始的生物奈米生物體將生命重要的遺傳訊息存於此奈米大小般的物質上──去氧核糖核酸DNA生技奈米的應用生物奈米科技的主要方向係以生物分子為出發點探討相關之科技奈米技術EX:基因治療複製

2、動植物、複製人DNA奈米環奈米物質特性與一般物質異同處：奈米物質：質量變輕、體積縮小曲度、表面積均增大導熱、導電度提升磁性的改變優點具高活性提升介質間的接觸面積縮短本身反應時間展現較原本大數倍以上的熱傳機制光吸收率大特殊的光電效應實例奈米碳管抗斷裂能力為鋼鐵材料的12倍蓮花出淤泥而不染自淨玻璃5nm大小的金原子熔點大幅下降奈米大小的TiO2導電、熱度為一般大小TiO2的數百倍奈米銅材料比一般銅堅固蓮花效應(Lotus-effect)超疏水性(superhydrophobicity)自潔能力(self-cleaning)超疏水性疏水蠟質結晶(waxc

3、rystal)超疏水性表面張力作用形成水珠。自潔能力【圖1】【圖2】奈米材料與產品的開發高能電池奈米碳管電池：小體積容大能量，能量轉換效率高。比傳統電池持久一倍，重量為傳統電池的一半。奈米高能電池電動車取代汽車、柴油車。奈米晶體奈米製程晶片速度快(100倍Pentium4)90奈米高階晶片手機多功能化80奈米之金屬鎵(Ga)碳奈管奈米溫度計其他奈米牙膏奈米氣喘警告手錶間諜功能的智慧灰塵奈米玻璃奈米碳管顯示器隱形塗料光觸媒利用光所提供的能量進行催化作用的觸媒稱之具半導體特性價電帶和導電帶之能量距須適當光觸媒材料利用特定波長光能行催化作用ZnO、CdS

4、、SnO2、WO3、Nb2O5、ZrO2、TiO2光觸媒的特性優點降低活化能本身不參與化學反應可重複使用除臭殺菌(EX:葡萄球菌、大腸菌)防霉(EX:霉菌)空氣清淨(分解NOX、SOX)二氧化鈦(TiO2)俗稱鈦白存在於銳鈦礦、金紅石、板鈦礦等可用鈦鐵礦(FeTiO3)製備之二氧化鈦(TiO2)N-型半導體白色不溶性粉末折射率大利用外圍3d軌域之4個價電子和氧原子鍵結用途比較光催化級顏料級粒徑(nm)0.5-20210表面積(cm2)2008密度(g/cm3)3.94.2本多藤島效應東京大學藤島青年實驗結果以TiO2半導體單結晶做為電極，另一極以P

5、t做為電極置於水中。用氙燈照射TiO2單結晶產生氣體。氣層分析：TiO2產生O2；Pt產生H2。2H2O→2H2+O2TiO2本身不分解。與光合作用反應類似。TiO2的反應機制吸收特定波長(380~400nm)激發出電子形成電洞利用氧還反應機制：O2→O3-、O2-(超氧離子)…H2O→H2-、OH-(氫氧自由基)…小分子有機物、灰塵、細菌病毒、臭味…→CO2、H2O圖示真假奈米光觸媒沉澱物有無甲基藍檢驗法真奈米光觸媒：藍→無色參考資料來源http://www.feli.com.tw/nano/whatisnano.htmhttp://www.i-

6、sun.com.twhttp://www.nano.org.twhttp://www.nano.fcu.edu.tw/nanointro.htmhttp://nano.nchc.gov.tw/dictionary/lotus_effect.phphttp://nano.nchc.gov.tw/dictionary/photocatalyst.phphttp://www.g-group.com.tw/technology/smallnanopo.htmhttp://sars.easylife.com.tw/greenprod.htmhttp://ww

7、w.little.com.tw/little/faq2.php3?bquestion=光觸媒簡介http://www.tatung.com/b5/air/know/know1.htmhttp://www.tatung.com/b5/air/know/know3.htm~THEEND~