天然奈米材料驚豔生物 (Natural nanomaterials amazing biology)
臺中市雙十國中自然領域教師/國立彰化師範大學科學教育研究所博士生 王淑卿
目前地球上不論何種生物，構成生物體的基本單位皆是細胞，細胞內部的構造或組成分子結構幾乎都是微米 (1 μm＝10－6 m) 到奈米尺度 (1 nm＝10－9 m)。地球上形形色色的生物有許多獨特的現象，都歸因於其體內天然奈米材料所產生的特性。當物質縮小到奈米尺度時會出現不同於大塊材料的嶄新物理或化學性質，主要是源於物質奈米化後產生的表面效應 (surface effect) 和尺寸效應 (size-dependent properties)。
高科技材料專題（一）：石墨烯的新功能
國立成功大學生命科學研究所 蔡宗樺編譯/國立臺灣大學物理學系 王名儒教授責任編輯
說到「碳」，大家會想到什麼？烤肉用的木炭？還是閃亮的鑽石？其實直到1980年代，傳統上認為碳就只有2種理想有序的型態：石墨和鑽石。(圖片來源：維基百科)
說到「碳」，大家會想到什麼？烤肉用的木炭？還是閃亮的鑽石？其實直到1980年代，傳統上認為碳就只有2種理想有序的型態：石墨和鑽石。之後，這張碳清單逐漸成長，現在已經有巴克球、奈米碳管、平面石墨烯片和其他等各種型態。
大家熟悉的石墨，是由碳所組成的六邊形結構形成的平面，平面間以微弱的凡德瓦力連繫著彼此；鑽石則是正八面體晶體。
巴克球(C60)是由五邊形和六邊形組成的球體，長得很像足球；奈米碳管大部分是由六邊形、少數五邊形及七邊形所組成的直徑，為奈米級的多重管狀結構。至於本篇主角，石墨烯則是由六邊形組成的平面結構，簡單的說就是單層石墨，也是目前所知最堅硬以及最薄的材料之一。
高科技材料專題-序言：高科技的未來
國立臺灣大學科學教育發展中心 陳藹然博士/國立臺灣大學科學教育發展中心 陳藹然博士責任編輯
開發環保的新材料，也是未來科技材料的重要考量。(圖片來源：flickr用戶Frank.Vassen)
便利的生活是由各式各樣的材料堆築起，隨著科技進步、新材料的不斷被開發，同時也改變了我們的生活。構造化學科學家研究物質性質和結構的關係，從原子、分子層面開始探索瞭解材料本性，進而嘗試學習設計特定性質的材料。
本高科技材料專題系列，在〈超原子？很超級的原子？〉一文中，科學家試著瞭解原子、分子結構，從中找出未來科技材料的新面貌。
近來，π-電子系材料的熱度有增無減，π-電子系材料包含了碳簇、導電性高分子、有機半導體等，從富樂烯到奈米碳管、石墨烯的發現，物理與化學性質的深入瞭解，在電子元件、藥物等各方面應用的開發，皆顯現出了π-電子系材料的價值，在〈石墨烯的新功能〉文中提到，石墨烯在光電材料與醫藥的潛力，可預期未來π-電子系材料將會更加受到重視。
量子點（Quantum Dots）
臺北市立第一女子高級中學二年級高廷瑋/臺北市立第一女子高級中學化學科許名智老師
量子點簡介
量子點是準零維的奈米材料，由少量的原子所構成。粗略地說，量子點三個維度的尺寸都在100奈米以下，外觀恰似一極小的點狀物，其內部電子在各方向上的運動都受到侷限，所以量子侷限效應（quantum confinement effect）特別顯著。由於量子侷限效應會導致類似原子的不連續電子能階結構，因此量子點又被稱為「人造原子」（artificial atom）。
量子點定義
若要嚴格定義量子點，則必須由量子力學出發。電子具有粒子性與波動性，而電子的物質波特性取決於其費米波長。在一般塊材中，電子的波長遠小於塊材尺寸，因此量子侷限效應不顯著。如果將某一個維度的尺寸縮到小於一個波長，此時電子只能在另外兩個維度所構成的二維空間中自由運動，這樣的系統我們稱為量子井（quantum well）；如果我們再將另一個維度的尺寸縮到小於一個波長，則電子只能在一維方向上運動，我們稱為量子線（quantum wire）；當三個維度的尺寸都縮小到一個波長以下時，即成為量子點（quantum dot）。
奈米材料（Nanomaterial）的應用（Applications）
國立台南第一高級中學一年級林亭佑/國立台南第一高級中學物理科王俊乃老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯
Project on Emerging Nanotechnologies (PEN)，一個專門蒐集和整理奈米科技相關產品的資料庫，於 2008 年 4 月 24 日聲明有超過 609 件奈米產品存在，而且每週約有 3~4 件的新產品出現。所有的產品接收錄於PEN的資料庫 http://www.nanotechproject.org/inventories/consumer/。
奈米材料 （Nanomaterials）
國立台南第一高級中學一年級黃冠閔/國立台南第一高級中學物理科王俊乃老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯
奈米材料學包括開發或研究在奈米級會出現獨特現象的材料