奈米科技

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奈米是中文的微小單位之一,與公尺一樣,都是測量物體長度的單位,由十分之一的(deci)毫微(nano)至更小微微微(atto),如表列

10-1=d(deci-)=

10-9=n(nano-)=毫微=

10-2=C(centi-)=

10-12=p(pico-)=微微=

10-3=m(milli-)=

10-15=f(femto-)=毫微微=

10-6=μ(micro-)=

10-18=a(atto-)=微微微=

1奈米(nanometer)10-9=10-6毫米=毫微米= (),相當於分子(10-9)與原子(10-10)尺寸。真空管的尺寸在厘米間,半導體與微機電的尺寸在毫米間,記憶體(dram)與單電子元件的尺寸在微米之間,奈米碳管與鈷六十則為奈米尺寸。1奈米大約是2~3個金屬原子或10個氫原子排列在一起的寬度,人類的紅血球細胞的大小約7500奈米(7.5微米)。一般奈米級的物件約只有紅血球的千分之一。

所謂奈米科技即在半導體製程進入微米階段後,在0.13微米(=130奈米)製程再往下研發會遇到技術瓶頸,奈米科技就是要突破瓶頸,針對更細微的電子元件進行研發,奈米科技就是將各式元件的基本構造縮小至奈米程度。

奈米不僅應用於半導體,更廣泛應用於各行各業,是未來第四波革命性產業!

 

18已知坊間所賣的光觸媒, 其主要成分是奈米級的二氧化鈦, 而其接受光( 吸收光)之波長至少需低於400 nm。吸收光能後的二氧化鈦具有相當強之氧化力,可以直接將吸附在物質表面之污染物直接氧化,使其分解,或者將吸附於物質表面之水分子氧化為氫氧根自由基(•OH+ H+ +e-à H2 O _ _ _ E° = 2.79 V)進而分解污染物。試問下列敘述何者正確? (4 )
(A)
OH 為強還原劑可以分解污染物
(B)
奈米級的顆粒大小,是比本土的蓬萊米略大
(C)
二氧化鈦的基態和激發態之能階差約為3 .2 eV
(D)
光觸媒處理過的場所,在黑暗中仍具有消毒效果
(E)
氫氧根自由基中的氧原子之電子恰好是八隅體組態      (92年指考)
Ans:(C)

2-3在奈米時代,溫度計也可奈米化。科學家發現:若將氧化鎵與石墨粉共熱,便可製得直徑75奈米、長達6微米「奈米碳管」,管柱內並填有金屬鎵。鎵(Ga,熔點29.8oC,沸點2403 oC)與許多元素例如汞相似,在液態時體會隨溫度變化而冷縮熱脹。奈米碳管內鎵的長度會隨溫度增高而呈線性成長。在310 K時,高約1.3微米,溫度若高到710 K時,高度則成長至5.3微米。根據本段敘述,回答問題1-2。              
[1]當水在一大氣壓下沸騰時,上述「奈米溫度計」內鎵的高度會較接近下列哪一個數值(微米)?
(A) 0.63 (B) 1.9 (C) 2.6 (D) 3.7 (E) 5.3   (93學測)                                     
Ans:(B)
[2]若欲利用上述奈米溫度計測量使玻璃軟化的溫度(400-600oC)時,下列哪一元素最適合作為鎵的代替物?
(A)Al(熔點660
oC,沸點2467oC)   (B)Ca(熔點839oC,沸點1484oC)   (C)Hg(熔點-38.8oC,沸點356.6oC)   (D)In(熔點156oC,沸點2080oC)  (E)W(熔點3410 oC,沸點5560 oC)
Ans:(D)

54:科學家計劃製造一座「太空電梯」,
以探測外太空與火星。支撐這座「太空電梯」的纜繩是一束由十億條、長達十萬公里的奈米碳管所製成, 每條奈米碳管含有7.2×101 7個碳原子。試估計這束纜繩至少需要多少公斤的碳來製備?(A) 0 .12 (B) 2.40 (C) 7.20 (D) 14.4 (E) 28.8
Ans:(D)     
(93學測)