皺巴巴的石墨烯

在面試中,當考官問到為何穿著皺巴巴的衣服時,你可能感到尷尬,卻無法以急忙出門忘記燙衣服為理由。這時,一個關於皺摺的故事或許能為你解套。研究指出,對石墨烯而言,皺摺能提升其性能,特別是增加皺褶有助於提高疏水性和電化學反應效能。因此,當面對逆境,不妨展現出皺褶的力量,解釋其在石墨烯中的重要性,或許能為你贏得一個機會!

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用顯微鏡來展開奈米世界中的地圖

當提到顯微鏡,相信大部分的人腦中浮現的都是「光學顯微鏡」,除了光學之外,還有其他不同的顯微鏡,運用著其他的原理來探索微小世界。原子力顯微鏡是一種以「凡得瓦力」為基礎的顯微技術,能夠探索奈米級的表面結構;若換上具有磁性的探針,就搖身一變成磁力顯微鏡,以「磁力」作為基礎,能夠勾勒出材料表面的磁性分布。這兩套顯微鏡為科學家在奈米世界中「打開地圖」,不需打海撈針,能夠直接鎖定目標!

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新時代的濾網:從病毒到海水都能過濾的石墨烯

在疫情流行這幾年間,石墨烯成為了「陰謀論」的主角,雖然它具有很多夢幻的特性,但卻不應該為此背黑鍋。另一方面,石墨烯在過濾病毒上的應用倒是被科學家高度關注,它能夠有效阻絕並破壞細菌,卻可能為人體帶來像石綿一般的風險。不過,石墨稀的過濾特性仍被持續的研究中。隨著氣候異常的現象日益頻發,近年來各地不時傳出缺水的危機,石墨烯被當作海水淡化的重要材料,藉由它奇特的特性能夠高效地將海水轉為飲用水。

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當LK-99再次出現,你可以怎麼判讀?來認識超導體伴隨的獨特物性

2023年8月,韓國量子能源研究中心宣布取得物理材料領域的「聖杯」——「室溫超導體」。這一突破性消息成為全球焦點,引起各地新聞媒體報導。超導體具有電子無阻礙流動的特性,可實現高效率和零汙染的科技理想。然而,迄今多數超導現象僅能在極低溫環境下發生,限制了日常生活應用。除零電阻外的獨特特性,本文將介紹觀察超導體的重要實驗指標。當下一次又有人宣稱製作出「室溫超導體」時,或許我們就有更多的判讀能力!

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太空科技手機!探索iPhone 15 Pro的航太級鈦金屬機殼

iPhone 15 Pro推出,搭載航太級鈦金屬外殼,為智慧型手機注入太空科技的魅力。每年九月,「果粉」期待著蘋果公司的最新發布會,而2023年iPhone 15 Pro的亮點之一,在於其採用了太空科技常見的鈦合金外殼。這款智慧手機旗艦版將挑戰「最耐摔又最輕盈」的頂尖地位。鈦金屬的獨特之處在於其優異的強度重量比,輕量且強度高,成為航太工程的首選材料,同時也能有效降低太空科技的能源消耗。透過鈦金屬,iPhone 15 Pro不僅突破了外觀與手持體驗的極限,更是夢幻般的太空科技體驗,令科技迷為之著迷。

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轉角電子學:超導與絕緣自由切換的轉扭

我們有可能作一個轉扭,就使材料在絕緣體、超導體、鐵磁狀態自由切換嗎?當石墨烯以魔法夾角堆疊時,可以產生超導狀態;若是和六角硼氮組合成「三明治」時,竟然可以產生鐵磁性。二維材料結構簡單,藉由扭轉產生的特殊物理現象,可以幫助科學家更瞭解背後的生成機制。這類的研究進一步被歸類為「轉角電子學」,這樣的材料組成就像一個轉扭一樣,透過旋轉就可以切換其物理狀態!

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【CASE特報】印度「月球3號」成功軟著陸登月!

「登陸月球」近年來再次成為太空科技發展的重要目標,而試圖減緩撞擊力道的「軟著陸」比起直接砸在地上的「硬著陸」,有著更多的技術門檻要克服。2023年8月24日,印度的「月船3號 (Chandrayaan-3)」成功以軟著陸的方式登陸在月球的南極,讓印度成為第四個有能力派遣無人探測器軟著陸月球的國家/組織!「月船3號」同時也是人類史上第一個成功登陸在月球南極的探測器——而幾天前才有人挑戰失敗而已……

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在絕緣與超導間自由切換的石墨烯

2023年七月,「超導體」報導引起媒體大量關注,Google搜尋熱度暴增。超導體對科技發展與環保平衡至關重要,無電阻傳輸能夠大幅提高資訊處理速率,且大幅減少對環境的汙染。石墨稀擁有高導電性、高彈性和硬度等特點,身為近代最夢幻的材料,石墨稀也具備有超導特性。雙層石墨稀的1.1°「魔法夾角」堆疊可展現超導與絕緣特性,成為絕佳的電子開關。雖此狀態僅在極低溫出現,但這項發現仍有助於科學家理解超導機制。全球科學家們持續致力於克服障礙,期待實現無損耗能源使用,使科技與環保不再是矛盾。

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石墨烯與它的好朋友——六角硼氮

白石墨稀 (h-BN) 作為石墨稀的好朋友,不只與石墨稀有相似的特性,還能使石墨稀有更卓越的表現。h-BN具有高硬度、高彈性和高導熱性,並擁有優異的化學穩定性和抗氧化能力。h-BN絕緣的特性可作為原子級的能障,被視為應用於量子穿隧元件的理想材料。此外,它在電子元件製造中可作為堅固的保護層,防止侵蝕。作為石墨稀的基板材料,h-BN的結構與石墨稀相似且表面平坦,能提升石墨稀的導電性達三倍之多。然而,製備高品質的h-BN需要在高溫和高真空的環境下,科學家們正致力於開發新的製程方法以實現商業化生產。

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用電力來為材料充磁——左右坡莫合金的氧化鑷

來探索一下氧化鑷如何左右坡莫合金的「性格」吧!坡莫合金是一種鐵磁性材料,對外加磁場非常敏感。你可能知道,這種材料在磁場下會產生磁滯曲線,也就是磁性效應不會立即消失,這種特性使得坡莫合金在記憶元件中有很好的應用潛力。但是,當我們將氧化鑷與鐵鑷合金堆疊在一起時,事情變得更有趣了!這種堆疊會導致磁滯曲線產生偏移,也就是磁滯現象更難被消除,這意味著記憶體可以更長時間地保持信息,同時減少外部磁力對其的影響。還有一個有趣的概念——電力充磁,當我們為氧化金屬充電時,材料內的氧空缺會捕捉單一電子,使得材料帶有磁性,這樣的現象提供了一種新的方式來調整材料的磁性。

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鑽石不只為愛而閃耀,也照亮量子革命之路

鑽石可不只在人類社會中被賦予了多種涵義,奈米鑽石亦在科學領域中點燃了量子革命的火花。量子電腦利用量子位元的疊加態,能同時探索所有可能的路徑,大幅提高運算的速度,而量子傳輸則提供了絕對安全的通訊系統。然而,量子系統易受到干擾,需保持在低溫環境下運作,因此運行成本非常高昂。此時,奈米鑽石所具有的特性成為了突破困境的曙光。奈米鑽石因為保有鑽石的高穩定性,因此若以其作為量子系統的替代材料,便可以讓系統能夠在室溫下操作,再加上NV缺陷中未成對的電子可以呈現自旋和糾纏的量子特性,使得奈米鑽石成為量子科技發展的關鍵材料。

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探索微觀奇境:從光學到電子,顯微鏡的進化之旅

過去的人們總認為眼見為實,對於肉眼不可見的微小世界,是完全不瞭解甚至是不知其存在的。當放大鏡發明之後,我們終於可以看清昆蟲、花朵等的細微結構;延伸應用光學元件進行組合,光學顯微鏡的誕生為我們開啟了微觀的大門;而突破瑞利準則的電子顯微鏡、掃描式電子顯微鏡更是使我們進入奈米世界。可以這麼說,是顯微鏡的發展推動了科技的進程。

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【SDG 7】氧化鋅讓科技開發與永續綠電同時存在

酷暑即將來臨,在戶外是否開始擔心烈陽帶來的肌膚問題?在室內打開冷氣又開始煩惱電費太高,使荷包大失血。其實,這兩個問題可能有一個共通的解方—— 氧化鋅。具有隔絕紫外線的功能,同時也能抗炎和殺菌。此外,氧化鋅還是太陽能科技中極具潛力的材料,因為它能將太陽能轉化為電能,為地球永續盡一份心力!

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再旋轉我沒關係!自旋電子如何影響身邊的物質?

自旋是電子的一種特性,也可以對物質造成磁性。自旋的控制可以讓電子元件的應用更加多元化,與以往電子充放電為基礎的電子元件不同,當具有磁性的物質與非磁性的物質接觸時,它們能夠互相影響並產生各種不同的物理特性,就像群體影響個人的行為,這個特性稱為「磁鄰近效應」。這樣的特性目前正被廣泛研究以及應用於磁性記憶體中。

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奈米材料也要穿保鮮膜?滲透人類生活的塑膠大軍

每天幾乎不可能避免使用到塑膠相關的產品,實際上,塑膠更是難以想像地滲透人類生活中。不只是日常用品,它也是先進奈米材料的幕後推手之一。同為塑膠產品的 PMMA 成為奈米材料的模具,也能夠將奈米材料轉移至不同材料上進行堆疊,使得科學家可以探索不同物質的交互作用,還能為高科技材料保鮮。儘管塑膠再高科技或便利,實則難以被自然分解而成為破壞環境的頭痛材料,需透過回收的過程才能進一步再利用並達到永續發展的目標。

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