南區奈米科技K-12教育發展中心 教材巡迴演講 主題：奈米意象與在住的應用 報告者：黃朝琴 計畫執行單位：文賢國小 中華民國九十五年十月

第一節 奈米是什麼？ 內容說明： 大自然中荷葉表面的奈米級的顆粒排列方式，而影響了物理性質，藉由對此現象的理解與多媒體的展示，融入了類比的教學策略，察覺奈米的概念。

第二節 師法自然(一)由荷葉現象 談未來世界的建材 第二節 師法自然(一)由荷葉現象 談未來世界的建材 內容說明： 由荷葉的不沾粘現象應用在建材上，如在陶瓷表面覆蓋具有抗菌能力的奈米微細釉藥，製造出不沾污垢、抗菌的衛浴設備，如抗菌馬桶、玻璃。

第三節 師法自然(二)由壁虎的凡得力作用貝殼的結構 與談未來世界的房屋結構 第三節 師法自然(二)由壁虎的凡得力作用貝殼的結構 與談未來世界的房屋結構 內容說明： 由壁虎的凡得力作用可製造出輕巧省材料且堅固的房屋結構；與從貝殼的結構了解將原子重新排列，研發出強度、耐熱性都高出傳統陶器數倍的「奈米陶器」，不僅可以應用在建材上，做出打不破的地磚和瓷磚。

第四節 TiO2光觸媒在滅菌的應用實驗 談清新的室內空氣 內容說明： 由TiO2光觸媒在滅菌的應用實驗了解光觸媒在滅菌的應用，並把此種技術應用在在圍牆在表面塗上TiO2光觸媒的奈米顆粒，有效分解空氣中的黴菌。並利用圖片說明方式展示出在表面塗上TiO2光觸媒的奈米顆粒亦能有效分解空氣中的硝化物、硫化物，使建材外觀如新亮麗，並能減少空氣污染與酸性物質腐蝕建材的現象，以建設出乾淨的建築。

第五節 未來世界的建築設計 內容說明： 由第1-4節的教學內容轉化出兒童對於未來世界建築的想法，以培養兒童對於奈米的創造力與做為此單元總結性評量的依據。

引起動機：三隻小豬的故事

奈米的定義 如果用一公尺代表地球的直徑，那麼一奈米大約只是一個玻璃珠的直徑。 病毒約60-250奈米，頭髮約30000-50000奈米 地球 彈珠 各種奈米的尺寸

不一樣的奈米..奈米的特性 使用同重量鋼棉比鐵釘和空氣的接解面積來的大 在奈米的領域下 (1~100nm) ，許多物質的現象都將改變，例如質量變輕、表面積增高、表面曲度變大、熱導度或導電性也明顯變高 ... 等例如：普通銅要1085℃才能熔化，20nm銅只要39℃熱水就可以熔化。如果做成奈米顆粒遇到空氣就會激烈燃燒，甚至發生爆炸，可作成固體火箭的燃料。

第二節 師法自然（一）由荷葉現象談未來世界的建材 蓮花效應的應用

奈米應用一：奈米馬桶

奈米塗裝與漆料，就具有自行癒合、修復的功能，能抗紫外線、抗磨損、抗圬漬；永遠免洗車，也不必用雨刷，因為污漬和雨水無法附著於車體上 奈米應用二：奈米塗料與塗料的運用實例 奈米塗裝與漆料，就具有自行癒合、修復的功能，能抗紫外線、抗磨損、抗圬漬；永遠免洗車，也不必用雨刷，因為污漬和雨水無法附著於車體上

第三節 師法自然（二）談壁虎的凡得力作用及 貝殼的結構壁虎的凡得力作用 第三節 師法自然（二）談壁虎的凡得力作用及 貝殼的結構壁虎的凡得力作用

奈米應用一：奈米水泥 未來的「建築水泥」將被奈米級高強度建築黏著劑取代。這種「奈米水泥」使用特殊的微生物奈米材料合成，是高分子合成材料，具有很強的黏著作用，不僅可以黏著磚塊，還可以黏著鋼筋和玻璃。

奈米應用二：奈米陶器 研究人員從貝殼的結構上得到靈感，將原子重新排列，研發出強度、耐熱性都高出傳統陶器數倍的「奈米陶器」，不僅可以應用在建材上，做出打不破的地磚和瓷磚，甚至還可以運用在太空船的外殼上，效能比原本的材料好上幾倍，但是價格卻相差不多

TiO2光觸媒在滅菌的應用實驗談清新的室內空氣 引起動機：小小建築師(見附件二) 奈米科技的發展可說是材料界上一個重大突破，如果把它運用在建築上，將使奈米建築充分發揮其競爭優勢，也將改變未來的建築趨勢，未來的奈米建築將包括安全-高強度、高韌性、抗潛變、抗疲勞、防火。健康-光觸媒殺菌、隔絕有害電磁波、放射有益人體之遠紅外線…….等等，將提共我們能有一個舒適、安全、堅固的居住環境。

光觸媒燈管對生活的影響 過程： 把二片玻璃片分別塗上沙拉油，其中一片利用日立奈米光觸媒燈管照射三小時，另一片則沒有；觀察玻璃片的變化。 結果： 利用日立奈米光觸媒燈管照射的玻璃片上的沙拉油被分解成水。

二氣化鈦奈米光觸媒對生活的影響 過程： 把二片土司麵包放在桌子一天後，其中一片噴上二氣化鈦奈米光觸媒液，另一片則沒有；分別噴上蒸餾水後，放在培養皿中培養三天後，觀察土司麵包的變化。 結果： 經過噴上二氣化鈦奈米光觸媒液的土司麵包沒有長黴菌；而另一片則有黴菌落的產生。

第五節未來世界的建築設計 建築內部結構方面 (一)、利用「奈米塑膠」代替碳鋼，「奈米塑膠」是一種高強度、不老化的新穎塑膠。它的硬度比碳鋼強4至6倍，重量為鋼的四分之一，不發生變質情形。而且它的耐熱性高，部分還具有阻燃自滅性功能。 (二)、利用「奈米水泥」取代傳統水泥，「奈米水泥」是一種使用特殊的微生物奈米材料合成，是高分子合成材料，具有很強的黏著力，不僅可以黏著鋼筋及磚塊，且成本低、沒有污染問題。可吸收汽車排出的廢氣，讓城市和森林一樣會『森呼吸』。 (三)、在混凝土澆製時，添加奈米修復膠囊，在地震時釋放膠囊內的修復液體，可恢復結構局部強度。鎮 (四)、利用奈米的方法直接在內部結構接觸面上做金屬改質，可增加隔震效果。

二、建築外部、內裝建材方面 奈米精密陶瓷 建築物外牆或內部裝潢，可貼上奈米瓷磚 陶瓷表面若經過奈米處理可以防污抗菌，TiO2光觸媒的奈米顆粒有效分解空氣中的黴菌 建築物外牆、內牆，可塗上奈米油漆。以奈米技術製成的塗料（運用蓮花效應），將使得牆壁具有不沾染污物的優點。 外觀奈米玻璃，奈米級的玻璃顆粒 混上塑膠，重量不但大大減輕，而且不沾雨絲，不易附著污垢。 可防止室外灰塵、水蒸氣、微生物鑽到屋內來搗亂，又物影響房間透氣。

三、建築物內部設備方面 奈米馬桶 奈米陶瓷的衛浴設備衛浴設備的陶瓷表面加上薄薄的奈米粉體，讓衛浴設備的表面更加光滑，可以不沾污垢提高抗菌能力。 奈米家電：奈米冰箱、奈米電視、 奈米洗衣機……等等。 奈米廚具：