第十週心得報告回覆 李湘楠 Dec. 22, 2008
從這次心得報告可看出同學們對奈米科學已有初步的認識,也知道有些強調奈米科技的商品廣告其實是誇大不實的.鈞傑,宗錡,子信,竣博,弋鈞,彥如將奈米科學做了一般性的介紹,基本上是陳老師演講內容的整理.嘉祥查到奈米科學網,有更多的內容可供瀏覽.另外昱培,孟節提及電子顯微術是促進奈米科學發展的動力之一.承恩注意到陳老師和蔡定平老師的演講內容的許多共通處,譬如哲宇提到的隱形塗料,以及金屬奈米顆粒的顏色變化等,這些主題都屬於奈米科學的領域.
其他同學則進一步點出陳老師課堂上提到的重要發展,如奈米製程的積體電路.宇軒,子翔,昕諭,耀倚,羿賢暸解電晶體愈小,電腦速度愈快的道理.家鈺解釋了原因:電子的速度不是無限大,在電路裏運動需要時間,電路愈短,電腦運算愈快.但炯恩,瑞陽指出,電晶體變小,積體電路變密,技術上的困難度也隨之增加,譬如散熱問題就很棘手,很快便會遇到瓶頸,況且原子大小(約十個奈米)是必然存在的限制, 幾乎無法突破.另外,澤佑提到從技術開發到量產,其實有一大段距離.可見,科學家仍有許多努力的空間.
另一個同學常提到的重點是熱電材料的開發.澤儒,其珊關心溫差發電的原理,簡單得說,熱能可以轉換成電子的動能,溫度愈高,電子的動能愈大,材料兩端的溫度不同時,電子的動能也不同,很自然得,速度快的那一端的電子容易移動至速度慢的一端,於是形成電流.藝方,昕諭以為溫差必須達到300度,其實不然,準備的熱電材料愈大,產生的電流便愈大,實際應用時,不需太大的溫差,譬如利用海水溫差發電, 海平面和海洋深處的溫差約只有20度.承一提到地熱發電,道理和溫差發電類似,都是科學家研究的乾淨能源的選項之一.
至於生活上的應用,同學們最常提到的,是利用奈米技術製造出不需清洗的玻璃.景彥,馨云,俊龍,愛玲,奇珍,伶潔,珈鈞指出它是利用荷葉常保潔淨的原理:荷葉表面滿佈奈米尺度的突起,異物不易沾附,雨水一來便沖刷掉了.藝方想到水珠在粗糙表面上的接觸角和以前學過的毛細現象有關,的確,它們的物理原理是相同的.正岳仍然比較感性,不太習慣以奈米尺度的眼光去看"蓮花出汙泥而不染"這件事.
正岳提到金屬色澤的有趣現象.金屬的顏色源自其表面電子發出的電磁波,當金屬被製成奈米顆粒時,電子所處的環境已改變,發出的電磁波的頻率也隨之改變,於是金屬便顯現出不同的顏色.這就是佩儒,貞瑜,斯盈,偉彤所說的專業詞彙"表面電漿共振": 電漿指的是表面電子形成的帶電系統,會和入射光發生共振現象,發出電磁波.思頤提到Lycurgus Cup的顏色變化,也是同樣的道理,許多事物小至奈米尺度時,的確會產生有趣的現象.
家豪,玉婷,羿成提到奈米碳管的硬度比鋼鐵還高,但卻輕了許多.不知同學是否聽過科學家試圖建立從地面直達太空站的電梯?是不是很"瘋狂"的想法?設計中所用的材料便是奈米碳管.怡文查到蜘蛛絲的強度也非常高.伶潔還查到奈米量子點,也極具應用價值,但牽涉的物理太過深奧,不適合安排在這門課裏頭.
宗浩對面積和體積的比例關係給了生動的解釋,十分有趣,譬如螞蟻可以舉起比自己重數倍的物體,但大象不能.威辰查了燃料電池的詳細資料,燃燒氫氣和氧氣不會產生二氧化碳,看似乾淨,但製造氫和氧需要能量,這能量的來源就不確定是否乾淨了.雅禎提到能源問題,這是下學期課程的主軸,敬請期待.