奈米世界知多少

目　錄　　　　　◎ 奈 米 是 Ｗ ｈ ａ ｔ ？　　　　　　　　　◎ 緣 起　　　　　　　　　　　　　　◎奈米科技定義 　　　◎ 光 子 能 隙　　　　　◎ 自 然 界 中 的 例 子　　　　　◎ 人 造 多 層 系 統　　　　　◎ 布 拉 格 反 射 鏡　　　　　◎ 奈 米 系 統　　　　　◎ 炸 雞 廢 油 大 變 身　　　　　◎ 奈 米 產 品 ◎ Ｑ　＆　Ａ　　　　　◎ 資 料 來 源

　　　奈米是Ｗｈａｔ？ 奈米 (nanometer) 是一個長度的單位。 1 奈米

= 十億分之 1 米 (10-9 meter) ，約為分子或 DNA的大小，或是頭髮寬度的十萬分之一。

奈米結構的大小約為 1 ~ 100 奈米，即介於分子和次微米之間

IBM 已成功地採用半導體碳奈米管製成場效電晶體，並進一步製作出單分子邏輯閘

奈米科技定義

奈米科技乃根據物質在奈米尺寸下之特殊物理、化學和物性質或現象，有效地將原子或分子組合成新的奈米結構；並以其為基礎，設計、製作、組裝成新材料、器件或系統，產生全新的功能，並加以利用的知識和技藝。有別於傳統由大縮小的製程，奈米科技乃由小作大。

奈米科技定義

　　　　緣　起 奈米尺度下，由於電子、光子、聲子自身與彼此之交互作用 ，顯著改善或全然不同的物理、化學及生物特性和現象 ，並有效率的製造或使用這些裝置 。

九十一年六月行政院國家科學委員會第 157 次委員會中通過奈米國家型科技計畫，預計於九十二年一月開始推動

　　　　光子能隙 晶體中的電子由於受到晶格的週期性位勢散射，部份波段會因破壞性干涉而形成能隙，導致電子的色散關係呈帶狀分佈。電磁波經介電函數散射後，某些波段的電磁波強度會因破壞性干涉而呈指數衰減，無法在系統內傳遞，相當於在頻譜上形成能隙，於是色散關係也具有帶狀結構，此即所謂的光子能帶結構。具有光子能帶結構的介電物質，就稱為光能隙系統， 簡稱 PBG 系統，或簡稱光子晶體。

自然界中的例子

蛋 白 石

具 有光 子 晶 體 結 構 蝴 蝶

光子晶體結構

　 人造多層系統層狀介電系統即一維的光子晶格已被研究多年，電磁波在該系統中的干涉 現象早已應用在各種光學實驗中，做為波段選擇器、濾波器或反射鏡等。例如光學中常見 布拉格反射鏡，乃是一種四分之一波長多層系統， 說穿了就是簡單的一維光子晶體。

布拉格反射鏡 由兩種介電系數不同的材料以 ABAB… 的方式交替排列組成，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長多層系統相當於簡單的一維光子晶體。 布拉格反射鏡的反射率可以高達 99% 以上。，又可以透過改變材料的折射率或厚度來調整能隙位置，設計出操作頻頻範圍不同的反射鏡，因此經常使用於精密光學實驗中。

交 替 排 列

　　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 孫實慶與蘇建仲的奈米夢不僅是燈泡、塗劑、口罩等

小東西，正申請將塑膠、垃圾、食用油等變石油的專利，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 30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流感病毒 H5N5 的完整測試，未來發展仍無限寬廣。 　　 奈米材料由超級微小晶粒組成，以其粒徑微細、遠小於光波波長等特性，可大量運用於除臭、抗菌、淨化等環境維護上，與具氧化抗菌作用的金屬離子結合，演變成奈米金、奈米銀等複合原料。

奈米產品

袋

子

　奈米產品　

手術衣

　　 奈米產品

面

膜

　 奈米產品

塑 膠 容 器

Ｑ：奈米光觸媒是否只太陽光下才有反應？

Ａ：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。

　　　Ｑ　＆　Ａ

　　　 Ｑ　＆　Ａ Ｑ：何謂奈米光觸媒消毒法？

Ａ：汽車的污防控制，大氣淨化，水質淨化等。此外也有相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。

　　　 Ｑ　＆　Ａ Q: 奈米光觸媒安全性 ?

A: 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 http://nano.nchc.org.tw/ 奈米的科技網

http://www.phys.sinica.edu.tw/%7Elowtemp/cindex.html 奈米系統圖片

http://nano-taiwan.sinica.edu.tw/ProjectBig5.asp 奈米國家型科技計畫

http://www.nano.com.tw/ 奈米創新網

http://hipage.hinet.net/homegi 宏基奈米

http://www.luxe.com.tw/n/qa.htm　Ｑ＆Ａ