奈米大家一定很不陌生,相信大家一定看過、聽過店家在介紹奈米多好多棒,很多專業的店家會講出一堆專業用詞、化學名稱,顯微鏡底下的照片...之類,不過仍有多數人,對奈米還是無法有形化。我先前也提過幾次奈米,但是我用的是非常簡短的方式,我沒搬出一堆化學名詞和結構變化,除了我不是化工奈米專業領域研究人員外,最主要還是因為我不是老師,來爬文的也不是學生,他們只是一般消費者,所以我必須用很簡單、白話和比喻的文字敘述,快速讓消費者認識。太專業的東西會讓人有距離也不是每個人都有一顆好頭腦,奈米是肉眼看不見的東西,無法用艱深理論來讓消費者閱讀,我們必須把它有具體形容生活化,讓消費者能想像。

亞色_奈米_撥水1.jpg

以前奈米剛出來應用在保護車漆的時候,那時候店家一窩蜂的以為奈米是一個產品一個東西,價目表上每個都要加上奈米,奈米蠟、奈米美容、奈米封體....等,或是名稱沒有奈米鍍膜,那就不是奈米,也很多消費者來就會問,你們店有沒有奈米 ? 我們只能不斷告訴消費者,奈米只是一個單位長度大小,鍍膜的成分就是奈米等級,比蠟更細小,可以滲透到金油填平毛孔,加強結構,在表面產生奈米級構造可以疏水/撥水的效果。

Lotus3奈米撥水.jpg

<上面這張圖非常的有名,圖片來源自維基百科 William Thielicke 提供,模擬電子顯微鏡底下看到的水在奈米毛上形成水珠,水珠把髒汙吸附起來帶走。>

顯微鏡影像對一般人來說似乎有點遙遠,所以我用去找了下面這張圖,要講奈米就要先講荷葉,因為它的微米葉毛上有突起的奈米等級的蠟晶體分布所以會撥水自潔,後來被人類發明延伸到生活上個各種應用。一般在非奈米(普通材質)表面,水分接觸面機會很大,不容易滾動,如果表面塗上一層微米等級的產品,那水分接觸表面就會變小,如果表面是塗上一層有奈米特性的產品,那就會使得水分接觸表面積更小,再加上表面張力關係,水珠更立體更圓。

接觸角.png 

<↑圖片來源:高中奈米通用補充教材/教育部中北區奈米科技中心, 民97. 12>

以下我在教育市集網找到的文章,非常感謝 桃園縣草漯國小 的 彭慧芬老師 和 瑞塘國小 的 吳玉志老師 同意授權使用,這是它們設計的教學活動,讓國小四年級學生輕易的認識奈米。老師們設法從看得見的東西模擬奈米效應,增加學生興趣,從常見水生植物介紹奈米,增加親切感。讓學生了解「奈米」其實就在身邊,學習從微觀的角度看東西。 連小學生都能看懂的奈米知識,我相信各位一定也能看懂。


<以下未經原創作者同意請勿截圖或文字使用,謝謝>

在這個國小教學活動裡,老師們示範大萍葉和荷葉的撥水效應,大萍葉的葉毛不是奈米等級,荷葉葉毛是奈米等級,所以能撥水。

亞色_奈米_撥水2.jpg <↑ 水珠頂在大萍葉毛上 的樣子>

亞色_奈米_撥水1.jpg<↑ 水珠頂在大萍葉毛上的放大圖,可以看到排列的細毛 > 

<↓用大萍葉示範葉面除污效果(葉毛非奈米級):撒上麥片沖洗,大顆粒可完全沖乾淨!>

亞色_奈米_撥水20.jpg 

<↓用大萍葉示範葉面除污效果(葉毛非奈米級):撒上顆粒在小一點的麥粉沖洗,大部分顆粒可沖掉,但少部分顆粒卡進葉毛間,無法完全沖淨!>

亞色_奈米_撥水21.jpg 


<↓用大萍葉示範葉面除污效果(葉毛非奈米級):撒上粉末更細的麵粉,大部分麵粉卡進葉毛間,水無法沖乾淨!>

亞色_奈米_撥水22.jpg 

<亞色註:麵粉的顆粒大小大概0.212mm,表示大萍葉的細毛間隔孔大於麵粉顆粒,才能讓麵粉卡進細毛間格孔內,而水分大於大萍葉的細毛間隔孔無法進入沖洗。>

<↓使用荷葉(葉毛為奈米級)示範葉面除污效果:同樣撒上麵粉,可發現完全沖乾淨>

亞色_奈米_撥水23.jpg 

<亞色註:荷葉的細毛是奈米等級,比麵粉的顆粒小好幾十萬倍,所以髒污無法附著。>

亞色_奈米_撥水22-horz.jpg 

<亞色註: 如果把葉子當做車漆,把麵粉當作汙染物,漆面上的保護產品單位越小,汙染物就越不容易卡進毛孔間隔內。>


再來,間隙的差別比較

同樣的外來物顆粒大小,遇上不一樣的表面細毛排列間隙,細毛間隙越大,越容易卡進細毛內。

亞色_奈米_撥水3-horz.jpg 

當不同顆粒大小遇上不一樣的毛孔間隙

亞色_奈米_撥水5-horz.jpg 

<亞色註: 就好比不是奈米等級的保護產品,遇上大小不一樣的汙染物時,汙染物比產品單位還小時,就會卡進去,洗車只能將表面大的汙染物清洗掉,若是奈米等級產品,汙染物只會附著表面,就容易清洗的調。>

 

以上是讓大家對奈米的作用有非常初步簡單的認識,接下來要說明的是奈米的單位大小,我集中用一張圖來介紹。

奈米是肉眼看不到的,它到底多小? 

一根頭髮大約50-100µm切成10萬次就是奈米大小

1奈米=1千萬分之1公分

在這裡順便介紹一下,金油厚度多厚,很多人以為起碼會像手機玻璃貼一樣厚,其實原廠新車金油厚度45-50µm,不超過1根頭髮厚度。

塗層厚度.png 

 

最後,簡而易之,奈米科技就是以奈米的精細度將原子與分自由排列之後,創造出新物質及材料。它可以改變熔點、韌性、光學性質、力學性質、化學性質、可運用在醫療細胞、隱形塗料、建築、保養品、食衣住行育樂等,與生活息息相關,奈米,讓我們學會享受「輕、薄、短、小」的精緻生活。


參考資料:有興趣的朋友可以看看

  1. 奈米科學網
  2. 張琦(2014.04). 奈米生活上的應用/. 立人高中高17班
  3. 奈米新世界
  4. GOOGLE圖片關鍵字:奈米 顯微鏡
  5. GOOGLE網頁關鍵字:奈米 



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