奈米碳管系列.pdf

奈米碳管 系列 奇的巴 黃大慶 林富美 國立 竹南高中 嘆不絕口 碳的神奇 l什麼是世界上 「最硬 」的 物質？ l哪一種 非金屬會導電 ？ l奈米碳和黃 金誰較貴 ？ 同素異 形體 l由同一元素組成 ，但具有不同形態的物質稱為 「同素異形 體 」。 l碳的同素異形體有幾種 ？ l石墨 金剛石 C60 l石墨是由碳的六角形平面重疊排列組成的巨大分子 ，金剛 石是由碳的正四面體形狀綿延堆積而成 。 l請問已 知對稱 性最高的球形分子是誰 ？ 碳的第三種同 素異形體 l碳第三種同 素異形體 ，構造跟足 球很像 ，我們稱 為C60 ，讓 我們來仔細觀察一下足球 ！ l如足球是由幾個頂點 、幾個面 （五邊形 、六邊 形）所 組成？ 巴克球的身家介紹 l室溫呈紫紅色固態分子晶體 l不具導電性 l在18K時有超導性 l以晶格中的電洞來傳導電流 l有C60 C70 C80最小為C20 無心插柳的意外發現 lC60的發現是 天文物理研究 「歪打正著 」的意外收 穫 l1985年 ，英國化學 家柯洛托(Kroto)為了探究星際 間的塵埃 光譜，在可見光區及 紫外光區的吸收帶 是否由微小的石墨碳 粒所引起 ，在柯爾(Curl)與 史莫利 (Smalley)的 協助下 ，測出含有偶數個碳原 子的 「碳 簇」，如C60 、C70 (但當時不 構造 為何 ？） l稍早有些研究者也有類似的發現 ，但是沒有更進 一步對這個現象做 探討 。相反地 ，科洛托 等人集 中 精力去探討含 60個碳及70個碳的物質的可能構 造... 。 無心插柳的意外發現 l同 年 ，柯洛托在加拿大見 到1967年蒙特婁世界博 覽會中由巴克明斯特 .富勒 (R. Buckminster Fuller)所設計的圓頂建築物(如下圖 ) ，受 到啟發 而推演出類似足 球般空心籠狀結構的 C60 ，並將它 命名 為Buckminsterfullerene ，簡稱巴克球 (Bucky ball) 。 l這些成就使柯洛托 、柯爾及史莫利三 人於1996年 共同 榮膺諾貝爾化學 獎。 l由上可 ：合作 、堅持 與多向思考 的重要 富勒烯的 身材大小 lC60為目前所 最對稱的分子 ，由 60 個碳原 子組成 ，共有32個面 （20個 六角形和12個五角形 ）、60個頂點 （60個碳原 子分別箝在每一個頂點 上）、90個邊 （稜線 ）， 形狀類 似足 球 ，直徑為7.1埃 （0.71奈 米) ，碳 －碳 鍵長有兩種 ，分別 為 1.38埃和 1.45埃。 lC70也 具有類似的 結構 ，因此 ，籠狀 球殼形的純碳 族分子誕生 了。 l此類分子也有 了自己的名 字－富勒 烯 （fullerene） 巴克球的應用 l軍事方面 ：隱形飛機 l醫學方面 ：鈷60殺癌細胞 l工業方面 ：高密度的磁性記錄體 一 l由上面的 介紹，您覺得 球能如何應用在生活上？ DIY時間 到 動 手吧 l器 材 ：巴克球 （C60 ）分子模型 結論 l奈米新顯 學 ，未來看同 學。 參考資料 l奈米科 學網 （C60 碳六十 ） .tw/dictionary/c60.html l奈米碳管在電子 、光電元件的 應用 .tw/chinese/news/doc/s heet/CNT-FET.pdf l新 上國小奈米種子教師 ，黃 文玉，奈米碳管的認 識 與應用 l/ l/zh-tw/