奈米碳管

高科技材料專題(四):高科技材料何去何從?

高科技材料專題(四):高科技材料何去何從?
國立臺灣大學科學教育發展中心特約編譯柯廷龍/國立臺灣大學科學教育發展中心 陳藹然博士責任編輯

編譯來源:《A Material Matter》

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近年來,日本富士也試著將其公司的科技應用在不同於原屬的膠片市場上,他們銷售偏光膜製材和能夠使液晶銀幕從更寬廣的角度觀賞的化學膠片。(圖片來源:flicker用戶-Luis Hernandez – D2k6.es)

至今仍有許多人認為高科技產業可以賺許多錢,而其中又有一項產業表現特別吸睛,就是高科技材料業。

2013年初,日本帝人股份有限公司(Teijin Ltd.)與萊斯大學(Rice University)公布了新的研發成果,即「奈米碳管纖維」。某些日本的塑膠、化學和衣料製造商也已將這種纖維所製作的成品展示給那些可能會有興趣的公司,抱著他們會買單的希望。雖然這種材料成本頗高,帝人公司仍然對此產品的市場需求頗具信心。

近20年來,在日本,化學產業的獲利稱不上是特別顯眼,對某些公司而言,1年內能獲得一點利潤就算是過了個好年,相對的,先進材料製造商的表現十分亮眼,先進材料佔日本化學產業比例較少,但也較被看好,這些公司大多都能有較高的獲利。例如:專門製造電子產品和高級合成橡膠的日本橡膠公司(JSR Corp.)多年來都能賺到其營業額7%以上的收入,而另一家製造特殊化學材料和原料的可樂麗公司(Kuraray)於2012年也繳出了漂亮的成績單。下表可見日本高效能公司的收益狀況。

高科技材料專題(一):石墨烯的新功能

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

編譯來源:《Graphene Stabs Cells》

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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

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

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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。

奈米碳管(Nanotube)(2)

奈米碳管(Nanotube)(2)
國立台灣師範大學化學研究所碩士班黃邦齊/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

奈米碳管(CNTs)是碳的一種同素異形體,他的長度與直徑比例超過一百萬。這種圓筒形碳分子有新穎的性能,使它們在許多方面如奈米技術、電子學、光學、材料科學及其他領域都非常有用。他們顯現出非凡的強度和獨特的電學性能,且是一種高效率的導熱物質。無機納米管也被合成。