《奈米世界知多少.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《奈米世界知多少.ppt（21页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、奈米世界知多少奈米世界知多少 目 錄目 錄 奈奈 米米 是是 ？ ？ 緣緣 起 起 奈米科技定義奈米科技定義 光光 子子 能能 隙隙 自自 然然 界界 中中 的的 例例 子子 人人 造造 多多 層層 系系 統統 布布 拉拉 格格 反反 射射 鏡鏡 奈奈 米米 系系 統統 炸炸 雞雞 廢廢 油油 大大 變變 身身 奈奈 米米 產產 品品 資資 料料 來來 源源 奈米是？奈米是？ n奈米奈米 (nanometer)是一個長度的單位。是一個長度的單位。1奈奈 米米 = 十億分之十億分之 1米米(10-9 meter)，約為分子，約為分子 或或DNA的大小，或是頭髮寬度的十萬分之的大小，或是頭髮寬度的
2、十萬分之 一。一。 n奈米奈米 結構的結構的 大小約為大小約為 1 100奈米奈米 ，即介於，即介於 分子和次微米之間分子和次微米之間 nIBM已成功地採用已成功地採用 半導體碳奈米管半導體碳奈米管 製成場製成場 效電晶體，並進一步製作出單分子邏輯閘效電晶體，並進一步製作出單分子邏輯閘 奈米科技定義奈米科技定義 n奈米科技乃根據物質在奈米尺寸下之奈米科技乃根據物質在奈米尺寸下之 特殊物理特殊物理 、化學化學 和和物性質物性質 或或現象現象 ，有，有 效地將效地將 原子原子 或或分子組合分子組合 成新的奈米結成新的奈米結 構；並以其為基礎，設計、製作、組構；並以其為基礎，設計、製作、組 裝成新材
3、料、器件或系統，產生全新裝成新材料、器件或系統，產生全新 的功能，並加以利用的的功能，並加以利用的知識知識 和和技藝技藝 。 有別於傳統由大縮小的製程，有別於傳統由大縮小的製程，奈米科奈米科 技乃由小作大技乃由小作大 。 奈米科技定義奈米科技定義 緣 起緣 起 n奈米尺度下，由於奈米尺度下，由於電子電子 、光子光子 、聲子聲子 自身自身 與彼此之交互作用與彼此之交互作用 ，顯著改善或全然不同，顯著改善或全然不同 的的物理物理 、化學化學 及及生物生物 特性和現象特性和現象 ，並有效，並有效 率的製造或使用這些裝置率的製造或使用這些裝置 。 n九十一年六月行政院國家科學委員會第九十一年六月行政院
4、國家科學委員會第 157次委員會中通過奈米國家型科技計畫次委員會中通過奈米國家型科技計畫 ，預計於，預計於 九十二年一月九十二年一月 開始推動開始推動 光子能隙光子能隙 n晶體中的電子由於受到晶體中的電子由於受到晶格的週期性晶格的週期性 位勢位勢 散射，部份波段會因破壞性干涉而形成散射，部份波段會因破壞性干涉而形成能能 隙隙，導致電子的色散關係呈，導致電子的色散關係呈帶狀分佈帶狀分佈 。電。電 磁波經介電函數散射後，某些波段的電磁磁波經介電函數散射後，某些波段的電磁 波強度會因波強度會因 破壞性干涉破壞性干涉 而呈指數衰減，無而呈指數衰減，無 法在系統內傳遞，相當於在頻譜上形成能法在系統內傳遞
5、，相當於在頻譜上形成能 隙，於是色散關係也具有帶狀結構，此即隙，於是色散關係也具有帶狀結構，此即 所謂的光子能帶結構。具有所謂的光子能帶結構。具有光子能帶結構光子能帶結構 的介電物質的介電物質 ，就稱為光能隙系統，就稱為光能隙系統， 簡稱簡稱 PBG系統系統 ，或簡稱，或簡稱 光子晶體光子晶體 。 自然界中的例自然界中的例 子子 蛋 白 石 具 有光 子 晶 體 結 構 蝴 蝶 光子晶體結構 人造多層系統人造多層系統 n層狀介電系統即一維的層狀介電系統即一維的光子晶格光子晶格 已被已被 研究多年，研究多年， 電磁波電磁波 在該系統中的干涉在該系統中的干涉 現象早已應用在各種光學實驗中，做現象早
6、已應用在各種光學實驗中，做 為為波段選擇器波段選擇器 、濾波器濾波器 或或反射鏡反射鏡 等。等。 例如光學中常見例如光學中常見 布拉格反射鏡布拉格反射鏡 ，乃，乃 是一種四分之一波長多層系統，是一種四分之一波長多層系統， 說說 穿了就是簡單的一維穿了就是簡單的一維光子晶體光子晶體 。 布拉格反射鏡布拉格反射鏡 n 由由兩種兩種 介電系數不同的材料以介電系數不同的材料以ABAB的的 方式交替排列組成，每層的厚度都是操作方式交替排列組成，每層的厚度都是操作 波長的四分之一，因此是一種四分之一波波長的四分之一，因此是一種四分之一波 長多層系統相當於簡單的一維光子晶體。長多層系統相當於簡單的一維光子晶
7、體。 布拉格反射鏡的反射率可以布拉格反射鏡的反射率可以高達高達 99%以上以上 。，又可以透過改變材料的。，又可以透過改變材料的折射率折射率 或或厚度厚度 來調整能隙位置，設計出操作頻頻範圍不來調整能隙位置，設計出操作頻頻範圍不 同的反射鏡，因此經常使用於同的反射鏡，因此經常使用於精密光學精密光學 實實 驗中驗中 。 交 替 排 列 奈米系統奈米系統 冷凍幫浦真空系統 熱電量測裝置 炸雞廢油大變身炸雞廢油大變身 n孫實慶孫實慶 與與蘇建仲蘇建仲 的奈米夢不僅是燈泡、塗劑、口的奈米夢不僅是燈泡、塗劑、口 罩等小東西，正申請將罩等小東西，正申請將塑膠塑膠 、垃圾垃圾 、食用油食用油 等變等變 石油
8、石油 的專利，位於台中工業區的生質柴油工廠預的專利，位於台中工業區的生質柴油工廠預 計明年六月量產，每天產能達計明年六月量產，每天產能達30噸，四分之一將噸，四分之一將 外銷日本。蘇建仲表示，奈米銀日前通過國外禽外銷日本。蘇建仲表示，奈米銀日前通過國外禽 流感病毒流感病毒 H5N5的完整測試，未來發展仍無限寬廣的完整測試，未來發展仍無限寬廣 。 奈米材料由超級奈米材料由超級 微小晶粒微小晶粒 組成，以其粒徑微細、組成，以其粒徑微細、 遠小於光波波長等特性，可大量運用於遠小於光波波長等特性，可大量運用於除臭除臭 、抗抗 菌菌、淨化淨化 等環境維護上，與具等環境維護上，與具氧化抗菌氧化抗菌 作用的
9、作用的 金金 屬離子屬離子 結合，演變成結合，演變成 奈米金奈米金 、奈米銀奈米銀 等複合原料等複合原料 。 奈米產品奈米產品 袋袋 子子 奈米產品 奈米產品 手手 術術 衣衣 奈米產品奈米產品 面面 膜膜 奈米產品奈米產品 塑塑 膠膠 容容 器器 ： 奈米光觸媒是否只太陽光下才 有反應？ ：光觸媒所需之光源為在太陽光與日光燈 含有400nm以下之紫外線，對太陽光與室 內光而言 (太陽光中的紫外線為1mW/cm2、 室內日光燈的紫外線為1uW/cm2)，即含有 可激發 TiO2作用所需的 微量紫外線 。 n：何謂奈米光觸媒消毒法？ n：汽車的 污防控制 ，大氣淨化 ，水質淨化 等。 此外也有相
10、當的研究顯示光觸媒有一定的抗菌性 與殺菌功能 。且其抗菌特性是屬於長效型 的作用 （效果約達一年）。(因此目前光觸媒於環境消毒 中的應用仍然存在著了許多不確定的因素。所謂 光觸媒 就是要照光（通常是紫外光 或日光） ，而且需要 細菌或其他污染物 有接觸到具有光觸 媒的表面上之機制，才會有所反應。 nQ: 奈米光觸媒安全性 ? nA:光觸媒反應僅為 表面反應 。藉由紫外線 激發TiO2產生自由離子 (OH-及.O2-)與附著 物產生反應。 TiO2之最大特徵在於所產生 的游離基僅對於分子極小之有機體(細菌、 病毒、發臭物 、毒性物質等 )有強烈之作用 。 所以對人體完全沒有影響。 資料來源資料來源 http:/nano.nchc.org.tw/ 奈米的科技網奈米的科技網 http:/www.phys.sinica.edu.tw/%7Elowtemp/cindex.html 奈米系統圖片奈米系統圖片 http:/nano-taiwan.sinica.edu.tw/ProjectBig5.asp 奈米國家型科技計畫奈米國家型科技計畫 http:/.tw/ 奈米創新網奈米創新網 http:/ 宏基奈米宏基奈米 http:/.tw/n/qa.htm