開創21世紀─奈米科技 經濟96 黃婷鄉
報告內容 何謂奈米科技 奈米發展歷史 奈米的應用 奈米應用實例
何謂奈米科技 奈米 ─ 奈米 (nanometer簡寫nm)是一個長度的單位。1奈米 = 十億分之1米(10-9meter)，約為分子或DNA的大小，或是頭髮寬度的十萬分之一。 奈米科技 ─ 是指對於尺寸介於1nm ~ 100nm之間的物質的物性研究(奈米科學)、及對於該物質材料的製造、量測、操縱、組裝的技術(奈米技術)。
何謂奈米科技(續) 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
奈米世界的物性 奈米顆粒─當物質尺寸縮小到奈米級大小 奈米物質表面特性─奈米顆粒的原子大部分分部於表面
奈米的歷史 1959年 知名的諾貝爾獎得主理查．費曼 (Richard P. Feynman) 曾預言：「如果對物體微小規模的排列加以控制，就可以得到大量非比尋常的特性。」 1982年 IBM 瑞士蘇黎世實驗室的賓尼 (G.Binning)及勞爾 (H. Rhohrer)，發明掃描穿遂式顯微鏡 ( STM)，啟動奈米科技研究的風潮。
奈米的歷史(續) 1990年 Eigler 利用掃描穿隧式顯微鏡探針，將Xe（氙）原子排列成IBM三個英文字母，開啟人類操縱原子新紀元。 1991年 Sumio Iijima（飯島澄男）發現CNT 奈米碳管(carbon nanotube, CNT)於1991年被製備，由於質輕、高韌性，並具有類似鑽石的楊氏係數，以及特殊的電子傳輸特性，被認為是最佳的奈米元件材料之一。此外，由於其尖端直徑可達到1 nm，因此也是最佳的奈米探針材料。
奈米的應用 國科會在「奈米科技交流會」上以「尺寸與技術」描繪出人類社會的發展階段。 世 代 區 分 使 用 尺 寸 單 位 使 用 尺 寸 單 位 技 術 與 工 具 農 業 時 代 c m ( 公 分 ) 農 業 工 具 工 業 革 命 m m ( 毫 米 ) 機 械 設 備 微 電 子 時 代 µ m ( 微 米 ) i c 電 子 元 件 二 十 一 世 紀 n m ( 奈 米 ) 分 子 技 術
奈米的應用 奈米銅材─銅是「良導體」，奈米銅是「絕緣體」 奈米瓷材─瓷器是「易碎品」，奈米瓷器材料「在室溫 下可任意彎曲」 奈米光碟─容量為普通光碟容量的「100萬倍」 顯示器─奈米顯示器「薄如紙片」，耗電量極低，可捲 曲攜帶
奈米的應用─奈米碳管 一維空間 堅固的連結
奈米的應用─奈米碳管(續) 奈米碳管溫度計 日本研究員板東義雄等人，利用奈米碳管成功研發出“奈米碳管溫度計”，並以世界最小的溫度計為名，榮登金氏世界紀錄。 水銀溫度計 奈米碳管溫度計 毛細作用 玻璃(～mmψ) 奈米碳管(～nmψ) 液態溫度 -38.87～356.58℃ 29.78～2,403℃ 體積膨脹係數 1.8 x 10-4/℃(0～300℃) 1.0 x 10-4/℃(58℃) 體積膨脹係數(毛細作用) ～10-6/℃ 1.8 x 10-6/℃
奈米的應用─奈米碳管(續) 利用奈米碳管所做的三原色影像平面顯示器 韓國的三星(Samsung)公司研究人員以奈米碳管為元件，已經成功的研究出4.5英吋全彩影像平面顯示器，而且準備推出解析度為576 X242像素的9英吋全彩平面顯示器。
奈米的應用─奈米光觸媒 光觸媒 以太陽光或特定波長光源的能量來作為能量來源，利用二氧化鈦作為觸媒催化物，分解所有對人體或環境有害的有機物質及部分無機物質。
結論 發展奈米科技的必要性 1.滿足人類好奇心 “假如有人問我：在可預見的未來，哪個科技領域會有突破性的進展？我的回答將是奈米科技”。 -- Neal Lane 前美國總統科技顧問 “奈米科技提供了我們能操控原子和分子的工具。由於所有的物質都是以它們來建構的…創造新事物的可能性，顯得無遠弗屆”。 -- Horst Stormer 1998年諾貝爾物理獎得主
結論(續) 2.滿足人類對微小物件的需求 需要的材料少、用於製造的能量低、運轉的耗能低 3.滿足人類對資源更有效利用的要求─ 對環境的破壞小、具有新的性能、功能密度增高 運轉速度加快、安全性增加