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科技的發展與工業革命 奈米出現了！ 奈米是什麼？ 奈米科技發展之重要歷程

奈米科技概說. 科技的發展與工業革命 奈米出現了！ 奈米是什麼？ 奈米科技發展之重要歷程. 科技的發展與工業革命. 生活的進步 與 科技的發展. 有跡可循. 科技的發展與工業革命. 產 業. 農業. 傳統工業 （石化、鋼鐵等）. 半導體產業. 科技的發展與工業革命. 能 源. 鑽木取火. 核能發電. 火力或水力發電. 科技的發展與工業革命. 交通. 獸力. 汽車. 高鐵. 科技的發展與工業革命. 建築. 茅草房. 摩天大樓. 瓦片屋. 科技的發展與工業革命. 娛樂. 留聲機. 收錄音機.

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科技的發展與工業革命 奈米出現了！ 奈米是什麼？ 奈米科技發展之重要歷程

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Presentation Transcript

  1. 奈米科技概說 科技的發展與工業革命 奈米出現了！ 奈米是什麼？ 奈米科技發展之重要歷程

  2. 科技的發展與工業革命 生活的進步與科技的發展 有跡可循

  3. 科技的發展與工業革命 產 業 • 農業 • 傳統工業 • （石化、鋼鐵等） • 半導體產業

  4. 科技的發展與工業革命 能 源 • 鑽木取火 • 核能發電 • 火力或水力發電

  5. 科技的發展與工業革命 交通 • 獸力 • 汽車 • 高鐵

  6. 科技的發展與工業革命 建築 • 茅草房 • 摩天大樓 • 瓦片屋

  7. 科技的發展與工業革命 娛樂 • 留聲機 • 收錄音機 • CD、VCD、DVD等

  8. 科技的發展與工業革命 傳訊 • 飛鴿傳書 • 郵局 • E-mail

  9. 科技的發展與工業革命 通話 • 老式電話 • 一般電話 • 行動電話

  10. 科技的發展與工業革命 照明 • 蠟燭 • 鎢絲燈泡 • LED燈

  11. 科技的發展與工業革命 通話 • 全世界第一部電腦－ENIAC • 桌上型電腦 • Notebook

  12. 科技的發展與工業革命 資料存取 • 軟碟片 • 磁光磁片 • 光碟、隨身碟

  13. 科技的發展與工業革命 • 任天堂 娛樂 • XBOX • 網路遊戲

  14. 原來，人類的發展是這樣的… • 從落後到進步 • 從緩慢到快速 • 從粗糙到精緻 • 從巨大到細小 • 從簡單到複雜 • 從巨觀到微觀 • 從看得見到看不見

  15. 但是，似乎遇到了一些麻煩… • 對微小物體且不佔空間之需求 • 對節省能源之需求 • 對綜合性更高階功能之需求 • 對垃圾減量之需求 • 對美感之需求 • 對輕便使用之需求 • 對產業升級之經濟需求 • 對極致探索之心理需求

  16. 好！還要更好！ 人有求善求美的天性 於是… 現今科技發展逐漸走向奈米尺度的新領域 所以奈米出現了！

  17. 奈米是什麼？ Michael Jordan 23

  18. 奈米是什麼？ 姚明 226cm

  19. 奈米是什麼？ 恐龍的尺寸-數十公尺？

  20. 奈米是什麼？ 地球的尺寸(直徑一萬三千公里)

  21. 奈米是什麼？ 銀河系(直徑130,000光年，厚3,000光年)

  22. 奈米是什麼？ 宇宙(~200億光年)

  23. 奈米是什麼？ 昆蟲的尺寸(數mm~cm)

  24. 奈米是什麼？ 精子與卵子 ( ~1mm)

  25. 奈米是什麼？ DNA的尺寸 (~ 2nm, )

  26. 奈米是什麼？ 病 毒 (60~250nm)

  27. 奈米是什麼？ 原 子 (直徑：0.8~0.4nm) H atom ~ 0.08 nm

  28. 奈米是什麼？ 核子與電子( ~ 1fm )

  29. 奈米是什麼？ • 「奈米」是不是稻米的一種。 • 「奈米」是音譯而來，英文為nanometer ，是長度單位，數學符號為nm。 • 其字首Nano在希臘文原為「侏儒」。 • 在大陸翻譯成「納米」。

  30. 奈米是什麼？ 大 • 奈米（nanometer）是一種「長度」的單位, 1 nm＝10－9 m，也就是十億分之一米 • 1 nm大約是12個氫原子排起來的長度 巨觀現象 二 100 nm 介觀現象 小 0.1 nm 微觀現象

  31. 米 (m) 毫米 (mm) 微米 1m 奈米 nm 埃 0.1nm 100m 10m 100nm 10nm 人高 細沙 微生物 細胞 血球 細菌 病毒 高分子 糖分子 DNA 氫原子 頭髮 50~100m 奈米是什麼？ 奈米：尺寸的單位，十億分之一米 於奈米尺度(1~100nm)下操控原子、分子，並活用奈米尺度下表現出來的特殊物性、化性和生物性質，開發創新材料、製程、元件和系統產品的科技

  32. 與奈米比大小

  33. 自然界的奈米現象 能攀岩走壁的 “壁虎神功”

  34. 自然界的奈米現象 • 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

  35. 鴨子羽毛防水效果 自然界的奈米現象 保持乾燥的鴨子

  36. 自然界的奈米現象 色彩繽紛的花蝴蝶 蝴蝶翅膀的鱗片具有此種類似光子晶體的網狀結構，其週期在數百奈米左右，可反射部分顏色的光，其餘顏色的光則會穿透過去，而且顏色會隨觀看角度的不同而改變。

  37. 自然界的奈米現象 • 「光子晶體」，係指物質呈特殊的週期性排列，可以反射特定波長的可見光。 Constructive interference: wave cannot penetrate the crystal

  38. 海老鼠 自然界的奈米現象 海老鼠是生活在水深不超過2000公尺的一種海中蠕蟲，身長約15-20公分，身寬5公分，正式名稱為Aphrodita。它的整個背部覆蓋了毛氈狀的長刺，呈現出色彩繽紛的外觀。

  39. 自然界的奈米現象 這個色彩繽紛的外觀，來自於其針狀毛髮對光的反應。當光以垂直角度入射時，毛刺呈紅色，隨著入射角的偏離，顏色也越偏藍綠色(見左圖)。這個反射光顏色隨入射角度而變的性質，正是光子晶體的特徵之一，而海老鼠的毛刺在電子顯微鏡下(右圖)，果然清楚地呈現六角晶格的週期結構。

  40. 自然界的奈米現象 利用氣泡帶走表面的髒東西 鯨豚體表也有著奈米顆粒，所以海中的生物才無法附著在鯨豚體表。

  41. 自然界的奈米現象 蓮花效應 （Lotus Effect） • 宋朝周敦頤在《愛蓮說》中寫道：「水陸草木之花，可愛者甚蕃。…。予獨愛蓮之出淤泥而不染，濯清漣而不妖，中通外直，不蔓不枝。」

  42. 自然界的奈米現象 蓮花效應主要是指蓮葉表面具有超疏水以及自潔的特性

  43. 自然界的奈米現象 液滴在表面的接觸角示意圖。上圖為疏水性的接觸；下圖為親水性的接觸。

  44. 自然界的奈米現象 蓮花葉子表面有大約1 nm的懼水性臘晶體，因此，任何污物很難附著在上面。

  45. 自然界的奈米現象 可以摸黑走路回家的龍蝦

  46. 自然界的奈米現象 永遠記得回家的路 –海龜

  47. 自然界的奈米現象 佛羅里達的墨爾本海灘捉的小海龜，研究人員模擬了距離當地往南或往北350公里的地磁場。當牠們發現是在北方時，就拚命往南游以便回家。相反地，當牠們以為是在南方時，就要往北游。這個結果顯示海龜有能力感測地磁場，並利用來規劃航行路線，就像人類利用全球定位系統（GPS）一樣。

  48. 自然界的奈米現象 裝著方向記憶雷達的 -- 蜜蜂

  49. 自然界的奈米現象 天然的蛋白石 蛋白石是由二氧化矽奈米球(nano-sphere)沉積形成的礦物，其色彩繽紛的外觀與色素無關， 而是因為它幾何結構上的週期性使它具有光子能帶結構，隨著能隙位置不同，反射光的顏色也跟著變化； 換言之，是光能隙在玩變彩把戲。

  50. 奈米科技發展之重要歷程

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