再生能源之介绍-波浪.ppt

未來科技學 指導老師：蘇聖謙 班級：車輛四甲 學號姓名：曾博浩 壹、前言 奈米科技，是現代科技的先鋒，也是二十一世紀的新希望，可以各個領域的結構跟人類的生活方式，對各個領域的影響是鉅大的。奈米是由物理、化學及生命科學所共同促成的， 本文中就依據這三者的觀念以及奈米的微小視野去研究探討。而本文將會以奈米對科技以及醫學的影響來做探討。奈米科技也將會是打破傳統醫學的重大改變。舉凡，金奈米棒的運用，腫瘤新剋星-碳奈米管雷射療法,以及生物晶片的應用。奈米的應用以及未知的領域將等待人類去挖掘。 什麼是奈米科技 奈米的意義：奈米 (nanometer)是一個長度的單位。1 奈米 = 十億分之1 米(10-9 meter)，約為分子或DNA 的大小，或是頭髮寬度的十萬分之一。奈米結構的大小約為1 ~ 100 奈米，即介於分子和次微米之間。在如此小的尺度下，古典理論已不敷使用，量子效應（quantum effect ）已成為不可忽視的因素， 再加上表面積所佔的比例大增，物質會呈現迴異於巨觀尺度下的物理、化學和生物性質。 奈米的研究範圍 奈米科技涵蓋的領域甚廣，從基礎科學橫跨至應用科學，包括物理、化學、材料、光電、生物及醫藥。奈米科技可說是二十一世紀科學的總稱。 奈米對醫學的影響 奈米科技將給醫學帶來改變，如藥物粉末奈米化，使藥物容易運輸何吸收，或將奈米機器植入人體後，可主動攻擊癌細胞或治療、修補損傷的細胞組織。奈米科技也可以製造出人造血小板，增加攜氧量，讓人可以增長在水下的活動， 也可以製造蛋白質等。奈米科技也運用到基因方面，如將動物的基因植入植物中，讓植物基因含有動物基因，而創造出相同品種卻不同特性的植物，另外動植物的基因改良和治療、測定基因排列的基因晶片等，都需用到奈米技術。 二.奈米科技的由來 自然界的奈米科技 奈米科技是最先進的科技，但卻很早就出現在我們身邊了， 也就是出污泥而不染的蓮花。 蓮花效應 蓮花效應主要是指蓮葉表面具有超疏水(superhydrophobicity) 以及自潔(self-cleaning)的特性。由於蓮葉具有疏水、不吸水的表面，落在葉面上的雨水會因表面張力的作用形成水珠，換言之，水與葉面的接觸角(contact angle) 會大於140 度，只要葉面稍微傾斜，水珠就會滾離葉面。因此，即使經過一場傾盆大雨，蓮葉的表面總是能保持乾燥；此外，滾動的水珠會順便把一些灰塵污泥的顆粒一起帶走，達到自我潔淨的效果， 這就是蓮花總是能一塵不染的原因。 世人對蓮葉的這些特性並不陌生，但真正有系統地研究與分析卻是最近幾年的事。1997 年，德國波昂大學的植物學家Wilhelm Barthlott 針對這個特殊現象進行了一系列的實驗，發現了上述蓮花的疏水性與自我潔淨的關係，因此創造了「蓮花效應」(Lotus effect) 一詞，同時也擁有這個商標的專利權。從此以後， 蓮花效應就成了奈米科技最具代表性的名詞。在電子顯微鏡下，蓮葉的表面具有大小約5~15 微米細微突起的表皮細胞(epidermal cell)，表皮細胞上又覆蓋著一層直徑約1 奈米的蠟質結晶(wax crystal)。蠟質結晶本身的化學結構具有疏水性， 所以當水與這類表面接觸時， 會因表面張力而形成水珠，再加上葉表的細微結構之助，使水與葉面的接觸面積更小而接觸角變大，因此加強了疏水性，同時也降低污染顆粒對葉面的附著力。事實上，表面細微的奈米結構在自潔功能上扮演著關鍵的角色。 以蓮葉為例，水珠與葉面接觸的面積大約只佔總面積的2~3%，若將葉面傾斜，則滾動的水珠會吸附起葉面上的污泥顆粒， 一同滾出葉面，達到清潔的效果；相形之下，在同樣具有疏水性的光滑表面，水珠只會以滑動的方式移動在自然界中，植物總是暴露在各種污染源當中，例如灰塵、污泥，還有一些有機的細菌、真菌等。蓮葉上複雜的奈米與微米級結構除了有自潔的功能外，還可以防止受到細菌、病源體的感染，只要經過一場大雨的洗禮，就能恢復煥然一新。目前蓮花效應的概念主要是應用在防污防塵上，透過人工合成的方式，將特殊的化學成分加入塗料、建材、衣料內等等，使其具有某些程度的自潔功能，以實現拒水防塵的目的。 奈米的醫學技術-金奈米棒的運用 美國普渡大學的研究人員利用單一金奈米棒的雙光子冷光(two-photon luminescence, TPL) 影像來追蹤老鼠耳朵內血液流動。金奈米棒TPL 除了可以進行立體造影外，與利用rhodamine 染料分子的雙光子螢光信號相較，金奈米棒的信號強了58 倍。普渡大學的Alex Wei 表示，金奈米棒由於在近紅外波段有可調變吸收的特性， 又具有生物惰性，因此被看好成為生物造影的對比媒介。Wei 等人使用的是平均長度為49 nm 的啞鈴形的金奈米棒，