奈 米 科 技 黃洲海 老師
1 奈米 (nanometer) = 十億分之1 米(10-9 m) 奈米科技(Nanotechnology) 1 奈米 (nanometer) = 十億分之1 米(10-9 m) 人高 針頭 紅血球 分子及DNA 氫原子 100萬 奈米 1千 奈米 1 奈米 20億 奈米 0.1 奈米
奈米世界 什麼是奈米？ 身高 奈米(nanometer, nm)是尺度單位。 一奈米相當於十億分之一米(1 nm＝10-9 m) 毫米(10-3 m ) 微米(10-6 m ) 奈米(10-9 m ) 皮米(10-12 m ) 飛米(10-15 m ) 阿米(10-18 m ) 氫原子 分子及DNA 紅血球 頭髮 0.1 nm 1 nm 1,000 nm 100,000 nm 2,000,000,000 nm
奈米有多小? 彈珠/地球比 大約是頭髮直徑的十萬分之一
蝴蝶
白色區域 光子晶體 (photonic crystal) -高效率光電元件
蓮花出污泥而不染 蓮花 芋葉 20 um 20 um 蓮花之表面結構 芋葉的表面結構
璧虎-蜘蛛人(自然界的奈米結構) 一般膠帶需黏著劑，用久耗損，不黏 大自然的觀察： 壁虎與天花板，牆壁有很好的〝黏性〞 無用久失效的問題 大自然的觀察： 壁虎與天花板，牆壁有很好的〝黏性〞 無用久失效的問題 美國：物理學家 Kellar Autumn (Lewis & Clark College) 工程師 Ronald Fearing (UC Berkeley) Silicone rubber, polyester fashion synthetic gecho nano-hairs 英國：太空物理學教授 Andre Geim (Univ. of Manchester) Polyimide (5m 厚)，以電子束微影和氧電漿蝕刻 商機： 玩具、太空人/軍人/消防人員衣服、 microsurgery 、矽晶圓 handling、robot 等等 足底有 650萬根細毛 (tiny hairs) 每根細毛分成數百根的 tips (直徑~200nm) 一根細毛可支撐 20mg 重量，一百萬根可舉起 20公斤重量 (利用 Stanford 大學的 microscopic force sensor 測量) 利用分子間彼此吸引的凡得瓦爾力與各種物體表面黏著，每平方英寸可支撐 200 磅的重量 Courtersy: 工研院奈米中心 NCHU
蓮花效應 (自然界的奈米結構) 粗糙表面 – 蓮葉 光滑表面 Lotus effect (www.botanik.uni-bonn.de/system/lotus/en/video/video_gesamt.html)
全世界最小的吉他 (nanoguitar) 電子束蝕刻術 (electron beam lithography) Cornell University
全世界最小的吉他 這是一把用當紅奈米科技製造的超小「奈米吉他」，用雷射光彈奏。 這把吉他長度只有一千萬分之一公尺（相當於一個紅血球大小）、一根頭髮的二十分之一寬，每根絃約五十奈米寬（十億分之一公尺），只有一百個原子厚。
物體的大小和合適的觀察儀器
奈米科技的影響 科學 物理 化學 力學 電子 機械 生物 材料 奈米 操控基礎材料 掌握材料特質 了解結構與特 奈米技術則是 質之相互關係， 並得以製造 科學 奈米技術則是 在奈米尺度上 製造材料和元 件的工業技術 第四次 工業革命 物理 化學 力學 電子 機械 生物 材料 奈米
光觸媒 ----- 自潔, 殺菌, 醫療
催化劑 光觸媒 SARS 環保 衛生 重複使用
光觸媒之殺菌功能
摩擦力 水鳥與海豚的自潔作用 海豚自潔效果 海豚出水
親水性與疏水性 奈米馬桶
親水性與疏水性 奈米塗料
奈米容器 減少透氣性 增加保鮮能力 問題︰為何用玻璃瓶裝米酒有效期間為2年。當改為寶特瓶時只有1年。
化妝品奈米化 一般保養品 奈米保養品
具高皮膚滲透性之奈米載體粒子 小且安定之奈米尺度Nanotopes可將內含維生素E鹽類更易帶入皮膚，是為優良功能性的化妝品成份。
生物的導航系統 細菌 龍蝦 蜜蜂 鴿子 綠蠵龜 ……
太陽能電池 奈米化後加大吸光的表面積 減少反射光 加強能源的轉換
實用的例子及可能應用的方向 塑膠工業方面 - 高強度、抗菌、耐磨、導電、阻氣、 環保包裝材 塑膠工業方面 - 高強度、抗菌、耐磨、導電、阻氣、 環保包裝材 人纖工業方面 - 保暖、抗UV、殺菌、色彩鮮明高牢度染料 塗料工業方面 - 耐磨、抗菌、UV、耐溫、防火、奈米色膏／油墨、高導熱 建材工業方面 - 自清潔、絕熱、防霧 造紙工業方面 - 保鮮袋、高級銅版紙、高韌挺性薄膜 金屬/機械工業方面 - 高強度鋼鋁合金、耐磨、表面處理 化工工業方面 - 奈米觸媒、感測器
奈米世界 奈米領帶 奈米電視 奈米馬桶 奈米磁磚 奈米冰箱 奈米農藥 奈米増高機 奈米西餐廳 奈米冷氣 奈米風扇 奈米口罩 奈米啤酒 奈米化妝品 奈米中藥 奈米水 奈米眼鏡 奈米檳榔 奈米光觸媒 奈米運動鞋