奈米人才(K-12)培育計劃奈米科學教育巡迴列車ppt課件

1、K12奈米科技教育巡迴列車 (A)奇妙奈米世界 (入口左側)影片觀賞：(1)小奈與小米驚奇之旅 (2)奈米自然世界設計內(nèi)容：活動主題看板設備：電視20“x2臺、DVDx2臺、桌架x2只資料：木作及輸出 400cm x180cm確認事宜： (臺) 影片製作 / 看板主題內(nèi)容/文字 (臺/亞) 設計初稿 / 設計定案 (亞) 製作完稿 / 施工討溣 *看板內(nèi)容方向 1. 奈米是什麼? 2. 奈米自然世界 (動植物現(xiàn)象/蓮花效應).看板內(nèi)容/文稿1.奈米是什麼? 究竟有多小呢?奈米是什麼? 奈米nanometer是尺寸單位 1奈米=十億分之一公尺(1nm=10m) 常見長度單位: 公里(km);公尺

2、(m) ;公分(cm) ;公厘(mm) ;微米(m) ; 奈米(nm) .1.奈米是什麼? 究竟有多小呢? 1公尺比為地球直徑；1奈米大約為1個玻璃彈珠的直徑地球直徑約為12萬7千公里,而十億分之一約是12.7厘米,就大約是一顆彈珠的大小了。.地球VS彈珠雜誌比喻，地球直徑的十億分之一，約只需一顆彈珠的大小，由此可知十億分之一公尺有多微小了。 .奈米尺寸大小牛頓雜誌曾經(jīng)以地球作比喻：一米與一奈米的大小相比較，相當於地球的直徑與地球上的一顆玻璃彈珠?？梢娔蚊资嵌帱N的微小，它已經(jīng)遠遠超過了人類視覺可及的範圍。.比喻方式大象VS.DNA雙股結構中的其中一股結構。蘋果VS.氫原子。頭髮直徑的十萬分之一

3、。將1nm的物體放在兵乓球上,就像兵乓球放在地球上普通。.奈米是什麼？教育部顧問室奈米科技人才培育計畫. 奈米尺寸 (1奈米=10-9 米)手背白血球DNA 1 微米 10 奈米 100 奈米 1 奈米 10 微米 1 毫米 10 公分 100 微米 1 公分.看板內(nèi)容/文稿2.奈米自然世界.自然中的奈米其實我們生活的自然環(huán)境中早就存在奈米的現(xiàn)象。比如說：蓮葉外表不沾污泥，或者是鴨子在水中游泳，但翅膀並不透水?？茖W家研討後，才發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)的外表結構都呈奈米尺寸 。教育部顧問室奈米科技人才培育計畫.自然界及生活中的奈米蜜蜂蓮花牙齒寶劍螃蟹細菌（龍蝦）.自然界及生活中的奈米海豚蟬.蝴蝶蛾人體小腸海

4、龜鴨.蛾.蜜蜂英國的科學家發(fā)現(xiàn)，蜜蜂的腹部存有磁性奈米顆粒，這種奈米顆粒具有羅盤的功用，可以做為蜜蜂的行動導航。.蜜蜂從前科學家不斷以為,蜜蜂是利用北極星,或是身體的搖擺,來告訴同伴方向;最近科學家才發(fā)現(xiàn)蜜蜂的腹部存有磁性奈米顆粒，這種奈米顆粒具有羅盤的功用，蜜蜂在離開蜂房時,會把周圍環(huán)境圖像儲存起來,採蜜歸來時會開啟記憶系統(tǒng),把儲存在記憶中的圖像與眼前看到的圖像進行比對,並不斷移動,直到兩個圖像完全一致。.行動導航奈米磁性引導海龜回家 海龜為了尋找食物,會橫渡大半個海峽,到另一個海域生活,當產(chǎn)卵季來臨時,又會再度遷移游過數(shù)萬里的海洋,回到本來的地區(qū)產(chǎn)卵?？茖W家發(fā)現(xiàn),引導海龜這費時五六年,又高

5、達數(shù)萬里行程的奧秘力量,正是海龜頭上所擁有的一種奈米磁性物質(zhì)。.螃蟹印象中橫行霸道的螃蟹，在他們第一對觸角裡也有幾顆用於定向的磁性奈米顆粒，就像幾個小小的指南針。其實螃蟹的老祖先也曾堂堂正正的前進後退，行走自若，只是億萬年來，由於地球磁場發(fā)生多次劇烈倒轉，使的螃蟹體內(nèi)小磁針粒發(fā)生嚴重的混亂完全失去原先的定向作用，最後使他們失去了前後移動的才干，變成必須橫行天下，真是可憐的下場?。∑渌€有像是鴿子、海龜、蝴蝶、候鳥等等也是運用一樣的原理。是真的嗎？我好想直著走比較酷！.自然界中的奈米結構鵝毛鴨毛不透水 由於雁鴨及鵝類動物其羽毛上具有奈米顆粒的防水結構，故可浮於水面上。水黽行走於水上 水黽的足部末

6、端具有奈米顆粒的組織，可行走於水面上。.奈米結構鴨.鵝羽毛不沾水的 鴨.鵝羽毛陳列非常緊密,毛和毛之間的空隙有奈米尺寸那麼小,因此,水分子沒有辦法穿過牠們身上的羽毛而沾附在身上。當然,在冰冷的冬天裡,因為有不透氣的羽毛保暖,鴨子和鵝快快樂樂的戲水玩耍,也不會冷呢!.奈米結構蛾能找到方向,是因其眼球有奈米結構。蟬蝶翅有奈米結構,光折射後五彩繽紛。人體小腸周壁絨毛,是天然奈米結構,幫助消化、 吸收。海豚表皮有奈米結構。.牙齒和寶劍人類和動物的牙齒堅硬無比，能接受極大且不斷咀嚼的磨損和壓力，緣由是在牙齒的外表陳列著奈米尺寸的微小晶體。和寶劍的原理類似。中國古代鑄劍大師，能夠已經(jīng)創(chuàng)造奈米晶體結構，使得

7、凡鐵鑄城的寶劍既不銹蝕又能銷鐵如泥。. 蓮花效應.蓮花效應(Lotus Effect)蓮花效應 ( Lotus effect )：在蓮花的葉子上，其外表有自然的微小奈米級顆粒大約大小為1奈米的懼水性臘晶體，而在這個佈滿奈米級顆粒的外表結構上，水分子不易與外表接觸，導致水珠不會分散，讓污泥、水粒子不容易沾附外表。而這種特性更讓蓮葉具有自我潔淨的功能。 .最早發(fā)現(xiàn)蓮葉上奈米級顆粒的德國人Prof. Dr. Wilhelm Barthlott .蓮花出淤泥而不染水滴滴在蓮花葉片上，構成晶瑩剔透的圓形水珠，而不會攤平在葉片上的現(xiàn)象，便是蓮花葉片外表的奈米結構所呵斥。外表不沾水滴，污垢自然隨著水滴從外表

8、滑落，因此奈米結構呵斥所謂的蓮花效應(Lotus Effect)。.protec-maschinen.de/lotus_effect-E.tec-maschinen.de/lotus_effect-E.htm.高倍數(shù)顯微鏡下觀察荷葉外表的奈米突起botanik.uni-bonn.de/system/lotus/de/lotus_effect_html.html.botanik.uni-bonn.de/system/lotus/de/lotus_effect_html.html.botanik.uni-bonn.de/system/lotus/de/lotus_effect_htm

9、l.html.(左圖)在亞洲蓮花葉子上的一顆水滴，當它在滾落的過程中，吸附灰塵的粒子(右圖)在一個有經(jīng)過BASF蓮花噴霧劑處理過的木頭外表上的一顆水滴。這種塗裝處裡使得這個外表非常地抗水防水，具有超級的疏水才干.蓮花效應(Lotus Effect)在亞洲蓮花葉子上的一顆水滴, 當它在滾落的過程中, 吸附灰塵的粒子。從圖中, 明晰可見蓮葉上的乳突體。這些乳突體大約都有5至10微米的高度, 而且本身都會有一種臘晶體的細微奈米結構，約一奈米的大小。 .接觸角當液體滴在固體外表上時，固體外表和液滴切線的夾角，就是所謂的接觸角。蓮葉外表的化學組成為臘。水在普通石臘上的接觸角約110度，這是因為臘為飽和的

10、碳氫化合物，所以極性較低，有較低的外表能。但是，我們由接觸角的實驗結果發(fā)現(xiàn)，水在蓮葉上的接觸角高達160度。所以除了臘的組成之外，應該還有其他要素，使水在蓮葉上的接觸角高達160度。 當灰塵附著於蓮葉外表上時，因為蓮葉外表的纖毛結構，使灰塵和蓮葉的接觸面積減少，因此減少了灰塵和蓮葉間的吸附力量。而當水滴由葉面上滾過時，由於灰塵和水滴間的接觸面積大，灰塵粒子和水滴間有較強的吸附力，所以很容易就被水滴帶走。這就是蓮花為何能出污泥而不染了。micronsnano接觸角 .A面結束 C面開始.用奈米改造生活廿一世紀是奈米的世紀。全世界科學研討皆積極投入奈米技術應用的開發(fā)，未來的人類生活能夠深受奈米的影響，而改變生活的方式。教育部顧問室奈米科技人才培育計畫.10公分1公分1公厘100微米白血球1微米DNA100奈米10奈米1奈米手背100微米工研院化工所陳重裕教授簡報.工研院化工所陳重裕教授簡報.普通物質(zhì)尺寸 v.s 奈米尺寸教育部顧問室奈米科技人才培育計畫.自然界中的奈米結構 蜜蜂 蜜蜂身體內(nèi)存在磁性奈米粒子，具羅盤的導航功能、使蜜蜂飛行時不會迷失方向。蓮花 蓮花能夠出淤泥而不染、其奧祕就是蓮葉上佈滿精細的奈米結構，污泥與塵土無法沾附，水珠落在蓮葉上，只能滾動而不會擴散。 .自然界