K12奈米科技教育巡迴列車 (A)奇妙奈米世界 (入口左側) 影片觀賞：(1)小奈與小米驚奇之旅 (2)奈米自然世界 設計內容：活動主題看板 設備：電視20“x2台、DVDx2台、桌架x2只 材料：木作及輸出 400cm x180cm 確認事宜： (台) 影片製作 / 看板主題內容/文字 (台/亞) 設計初稿 / 設計定案 (亞) 製作完稿 / 施工 討溣 *看板內容方向 1. 奈米是什麼? 2. 奈米自然世界 (動植物現象/蓮花效應)

看板內容/文稿 1.奈米是什麼? 到底有多小呢? 奈米是什麼? 奈米nanometer是尺寸單位 看板內容/文稿 1.奈米是什麼? 到底有多小呢? 奈米是什麼? 奈米nanometer是尺寸單位 1奈米=十億分之一公尺(1nm=10ˉ⁹m) 常見長度單位: 公里(km);公尺(m) ;公分(cm) ;公厘(mm) ;微米(μm) ; 奈米(nm)

地球直徑約為12萬7千公里,而十億分之一約是12.7厘米,就大概是一顆彈珠的大小了。 1.奈米是什麼? 到底有多小呢? 1公尺比為地球直徑；1奈米大約為1個玻璃彈珠的直徑 地球直徑約為12萬7千公里,而十億分之一約是12.7厘米,就大概是一顆彈珠的大小了。

地球VS彈珠 《牛頓》雜誌比喻，地球直徑的十億分之一，約只有一顆彈珠的大小，由此可知十億分之一公尺有多微小了。

奈米尺寸大小 牛頓雜誌曾經以地球作比喻： 「一米」與「一奈米」的大小相比較，相當於地球的直徑與地球上的一顆玻璃彈珠。可見奈米是多麼的微小，它已經遠遠超過了人類視覺可及的範圍。

比喻方式 大象VS.DNA雙股結構中的其中一股結構。 蘋果VS.氫原子。 頭髮直徑的十萬分之一。 將1nm的物體放在兵乓球上,就像兵乓球放在地球上一般。

奈米是什麼？ 教育部顧問室奈米科技人才培育計畫

奈米尺寸 (1奈米=10-9 米) 手背 白血球 DNA 10 公分 1 公分 1 毫米 100 微米 10 微米 1 微米 100 奈米 奈米尺寸 (1奈米=10-9 米) 10 公分 1 公分 1 毫米 100 微米 手背 10 微米 1 微米 白血球 100 奈米 10 奈米 1 奈米 DNA

看板內容/文稿 2.奈米自然世界

自然中的「奈米」 其實我們生活的自然環境中早就存在奈米的現象。 比方說：蓮葉表面不沾污泥，或者是鴨子在水中游泳，但翅膀並不透水。科學家研究後，才發現這些物質的表面結構都呈奈米尺寸 。 教育部顧問室奈米科技人才培育計畫

自然界及生活中的奈米 蜜蜂 蓮花 牙齒 寶劍 螃蟹 細菌（龍蝦）

自然界及生活中的奈米 海豚 蟬.蝴蝶 蛾 人體小腸 海龜 鴨.蛾

蜜蜂 英國的科學家發現，蜜蜂的腹部存有磁性奈米顆粒，這種奈米顆粒具有『羅盤』的功用，可以做為蜜蜂的行動導航。

蜜蜂 從前科學家一直以為,蜜蜂是利用北極星,或是身體的搖擺,來告訴同伴方向;最近科學家才發現蜜蜂的腹部存有磁性奈米顆粒，這種奈米顆粒具有『羅盤』的功用，蜜蜂在離開蜂房時,會把周圍環境圖像儲存起來,採蜜歸來時會開啟記憶系統,把儲存在記憶中的圖像與眼前看到的圖像進行比對,並不斷移動,直到兩個圖像完全一致。

行動導航 奈米磁性引導海龜回家 海龜為了尋找食物,會橫渡大半個海峽,到另一個海域生活,當產卵季來臨時,又會再度遷移游過數萬里的海洋,回到原本的地區產卵。科學家發現,引導海龜這費時五六年,又高達數萬里行程的神秘力量,正是海龜頭上所擁有的一種奈米磁性物質。

是真的嗎？我好想直著走比較酷！ 螃蟹 印象中『橫行』霸道的螃蟹，在他們第一對觸角裡也有幾顆用於定向的磁性奈米顆粒，就像幾個小小的指南針。其實螃蟹的老祖先也曾堂堂正正的前進後退，行走自如，只是億萬年來，由於地球磁場發生多次劇烈倒轉，使的螃蟹體內小磁針粒發生嚴重的混亂完全失去原先的定向作用，最後使他們失去了前後移動的能力，變成必須『橫行』天下，真是可憐的下場啊！ 其他還有像是鴿子、海龜、 蝴蝶、候鳥等等 也是運用相同的原理。

自然界中的奈米結構 鵝毛鴨毛不透水 由於雁鴨及鵝類動物其羽毛上具有奈米顆粒的防水結構，故可浮於水面上。 水黽行走於水上 水黽的足部末端具有奈米顆粒的組織，可行走於水面上。

奈米結構 鴨.鵝羽毛不沾水的秘密 鴨.鵝羽毛排列非常緊密,毛和毛之間的空隙有奈米尺寸那麼小,因此,水分子沒有辦法穿過牠們身上的羽毛而沾附在身上。當然,在寒冷的冬天裡,因為有不透氣的羽毛保暖,鴨子和鵝快快樂樂的戲水玩耍,也不會冷呢!

奈米結構 蛾能找到方向,是因其眼球有奈米結構。 蟬蝶翅有奈米結構,光折射後五彩繽紛。 人體小腸周壁絨毛,是天然奈米結構,幫助消化、 吸收。 海豚表皮有奈米結構。

牙齒和寶劍 人類和動物的牙齒堅硬無比，能承受極大且不斷咀嚼的磨損和壓力，原因是在牙齒的外表排列著奈米尺寸的微小晶體。和寶劍的原理相似。 中國古代鑄劍大師，可能已經創造奈米晶體結構，使得凡鐵鑄城的寶劍既不銹蝕又能銷鐵如泥。

蓮花效應

蓮花效應(Lotus Effect) 蓮花效應 ( Lotus effect )：在蓮花的葉子上，其表面有自然的微小奈米級顆粒（大約大小為1奈米的懼水性臘晶體），而在這個佈滿奈米級顆粒的表面結構上，水分子不易與表面接觸，導致水珠不會分散，讓污泥、水粒子不容易沾附表面。而這種特性更讓蓮葉具有「自我潔淨」的功能。

最早發現蓮葉上奈米級顆粒的德國人 Prof. Dr. Wilhelm Barthlott

蓮花出淤泥而不染 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。 表面不沾水滴，污垢 自然隨著水滴從表面滑落， 因此奈米結構造成所謂的 蓮花效應(Lotus Effect)。

http://www.protec-maschinen.de/lotus_effect-E.htm

http://www.protec-maschinen.de/lotus_effect-E.htm

高倍數顯微鏡下觀察荷葉表面的奈米突起 http://www. botanik. uni-bonn 高倍數顯微鏡下觀察荷葉表面的奈米突起 http://www.botanik.uni-bonn.de/system/lotus/de/lotus_effect_html.html

http://www. botanik. uni-bonn. de/system/lotus/de/lotus_effect_html http://www.botanik.uni-bonn.de/system/lotus/de/lotus_effect_html.html

http://www. botanik. uni-bonn. de/system/lotus/de/lotus_effect_html http://www.botanik.uni-bonn.de/system/lotus/de/lotus_effect_html.html

(左圖) 在亞洲蓮花葉子上的一顆水滴，當它在滾落的過程中，吸附灰塵的粒子 (右圖) 在一個有經過BASF蓮花噴霧劑處理過的木頭表面上的一顆水滴。這種塗裝處裡使得這個表面非常地抗水防水，具有超級的疏水能力

蓮花效應(Lotus Effect) 在亞洲蓮花葉子上的一顆水滴, 當它在滾落的過程中, 吸附灰塵的粒子。從圖中, 清晰可見蓮葉上的乳突體。這些乳突體大約都有5至10微米的高度, 而且本身都會有一種臘晶體的細微奈米結構，約一奈米的大小。

接觸角當液體滴在固體表面上時， 固體表面和液滴切線的夾角，就是所謂的接觸角。 蓮葉表面的化學組成為臘。水在一般石臘上的接觸角約110度，這是因為臘為飽和的碳氫化合物，所以極性較低，有較低的表面能。但是，我們由接觸角的實驗結果發現，水在蓮葉上的接觸角高達160度。所以除了臘的組成之外，應該還有其他因素，使水在蓮葉上的接觸角高達160度。 當灰塵附著於蓮葉表面上時，因為蓮葉表面的纖毛結構，使灰塵和蓮葉的接觸面積減少，因此減少了灰塵和蓮葉間的吸附力量。而當水滴由葉面上滾過時，由於灰塵和水滴間的接觸面積大，灰塵粒子和水滴間有較強的吸附力，所以很容易就被水滴帶走。這就是蓮花為何能出污泥而不染了。 microns nano （接觸角） Θ

A面結束 C面開始

用奈米改造生活 廿一世紀是奈米的世紀。全世界科學研究皆積極投入奈米技術應用的開發，未來的人類生活可能深受奈米的影響，而改變生活的方式。 教育部顧問室奈米科技人才培育計畫

手背 10公分 1公分 1公厘 100微米 白血球 DNA 100微米 1微米 100奈米 10奈米 1奈米 工研院化工所陳重裕教授簡報

工研院化工所陳重裕教授簡報

一般物質尺寸 v.s 奈米尺寸 教育部顧問室奈米科技人才培育計畫

自然界中的奈米結構 蜜蜂 蜜蜂身體內存在磁性奈米粒子，具羅盤的導航功能、使蜜蜂飛行時不會迷失方向。 蓮花 蓮花能夠出淤泥而不染、其奧祕就是蓮葉上佈滿精密的奈米結構，污泥與塵土無法沾附，水珠落在蓮葉上，只能滾動而不會擴散。                                    

自然界的神奇-蓮花

固—液—氣界面的三角關係 當液體潤濕固體表面時，原本氣─固的界面被液─固的界面所取代，而氣─固與液─固之界面張力的差，稱之為「濕潤張力」。當氣─固的界面張力大於液─固的界面張力時，也就是固體和液體間的吸引力大於固體和氣體間的吸引力時，固體和氣體間的界面張力會將液─固界面拉伸。換句話說，被濕潤的固體表面有較低的界面張力，因此液體會在固體表面擴張。