奈米科技效應 朝陽科技大學企管系 嚴國慶

廿一世紀的主流科技  資訊科技  生物科技  奈米科技

奈米科技有哪些效應  表面效應  小尺寸效應  量子穿隧效應

表面效應  球面積 =π*r 2  球體積 =π*r 3  比表面積 = 球面積 / 球體積 =1/r  一克超微粒子的表面積約為 100m 2 ，表 面原子呈現沸騰狀態  活性高，在空氣中金屬顆粒會迅速氧化 和燃燒 ( 自燃現象 )

小尺寸效應 1  特殊光學性質 – 金屬顆粒小於光波波長尺寸時，便會呈現 黑色 – 尺寸越小，顏色越黑 – µm 以下便不反射任何光線  高效率光熱與光電轉換材料  紅外線敏感元件、隱形技術

小尺寸效應 2  特殊的熱性質 – 超微顆粒的金屬熔點下降 (<10nm 尤其顯著 ) – 低溫燒結 – 基板可以用塑膠材料 – 粉末冶金 ( 例如鎢 ) 加入超微鎳顆粒，可將 3000 度降為 1200 度

小尺寸效應 3  特殊磁學性質 – 生物磁羅盤 ( 蜜蜂、鴿子、蝴蝶、海豚及細 菌體內 2nm 的磁性超微粒，其磁性比磁鐵強 1000 倍 ) – 趨磁細菌依此特型游向營養豐富的水域 – 高矯頑力特性作成高密度磁粉、磁帶、磁 卡、磁片、磁性鑰匙 – 超順磁性作成磁性液體

小尺寸效應 4  特殊的力學性質 – 陶瓷原來是脆性，超微粒陶瓷會呈現韌性 – 氧化氟鈣奈米材料在室溫下可以大幅彎曲 – 奈米粒晶的金屬其硬度較通常大 3 到 5 倍  超導電性  介電性能  聲學特性  化學性能

宏觀量子穿隧效應  Energy Gap 無法解釋的現象  粒子會呈現波動效應， Tunnel Effect  導電金屬可能成為絕緣體  傳統電路的 Tunnel Effect 會發生在 0.25 µm ，奈米材料將可以克服此問題

超微粒材料  100nm 以下的顆粒稱為超微粒  金屬性質改變，一律變黑金  陶瓷材料由脆變韌，型態變化可 100%  奈米矽薄膜的吸光性為矽晶的百倍，非 晶矽的 ，壓電效應顯著

超微粒金屬熔點  金： 1064 度， 1037 度 /10nm ， 710 度 /2nm  銀： 670 度， 100 度 /nm  鎢顆粒： 3000 度， 1200 度 /0.1% 奈米鎳