奈米大家一定很不陌生,相信大家一定看过、听过店家在介绍奈米多好多棒,很多专业的店家会讲出一堆专业用词、化学名称,显微镜底下的照片...之类,不过仍有多数人,对奈米还是无法有形化。我先前也提过几次奈米,但是我用的是非常简短的方式,我没搬出一堆化学名词和结构变化,除了我不是化工奈米专业领域研究人员外,最主要还是因为我不是老师,来爬文的也不是学生,他们只是一般消费者,所以我必须用很简单、白话和比喻的文字叙述,快速让消费者认识。太专业的东西会让人有距离也不是每个人都有一颗好头脑,奈米是肉眼看不见的东西,无法用艰深理论来让消费者阅读,我们必须把它有具体形容生活化,让消费者能想像。

亚色_奈米_拨水1.jpg

以前奈米刚出来应用在保护车漆的时候,那时候店家一窝蜂的以为奈米是一个产品一个东西,价目表上每个都要加上奈米,奈米蜡、奈米美容、奈米封体....等,或是名称没有奈米镀膜,那就不是奈米,也很多消费者来就会问,你们店有没有奈米 ? 我们只能不断告诉消费者,奈米只是一个单位长度大小,镀膜的成分就是奈米等级,比蜡更细小,可以渗透到金油填平毛孔,加强结构,在表面产生奈米级构造可以疏水/拨水的效果。

Lotus3奈米拨水.jpg

<上面这张图非常的有名,图片来源自维基百科 William Thielicke 提供,模拟电子显微镜底下看到的水在奈米毛上形成水珠,水珠把脏污吸附起来带走。>

显微镜影像对一般人来说似乎有点遥远,所以我用去找了下面这张图,要讲奈米就要先讲荷叶,因为它的微米叶毛上有突起的奈米等级的蜡晶体分布所以会拨水自洁,后来被人类发明延伸到生活上个各种应用。一般在非奈米(普通材质)表面,水分接触面机会很大,不容易滚动,如果表面涂上一层微米等级的产品,那水分接触表面就会变小,如果表面是涂上一层有奈米特性的产品,那就会使得水分接触表面积更小,再加上表面张力关系,水珠更立体更圆。

接触角.png 

<↑图片来源:高中奈米通用补充教材/教育部中北区奈米科技中心, 民97. 12>

以下我在教育市集网找到的文章,非常感谢 桃园县草漯国小 的 彭慧芬老师 和 瑞塘国小 的 吴玉志老师 同意授权使用,这是它们设计的教学活动,让国小四年级学生轻易的认识奈米。老师们设法从看得见的东西模拟奈米效应,增加学生兴趣,从常见水生植物介绍奈米,增加亲切感。让学生了解「奈米」其实就在身边,学习从微观的角度看东西。 连小学生都能看懂的奈米知识,我相信各位一定也能看懂。


<以下未经原创作者同意请勿截图或文字使用,谢谢>

在这个国小教学活动里,老师们示范大萍叶和荷叶的拨水效应,大萍叶的叶毛不是奈米等级,荷叶叶毛是奈米等级,所以能拨水。

亚色_奈米_拨水2.jpg <↑ 水珠顶在大萍叶毛上 的样子>

亚色_奈米_拨水1.jpg<↑ 水珠顶在大萍叶毛上的放大图,可以看到排列的细毛 > 

<↓用大萍叶示范叶面除污效果(叶毛非奈米级):撒上麦片冲洗,大颗粒可完全冲干净!>

亚色_奈米_拨水20.jpg 

<↓用大萍叶示范叶面除污效果(叶毛非奈米级):撒上颗粒在小一点的麦粉冲洗,大部分颗粒可冲掉,但少部分颗粒卡进叶毛间,无法完全冲净!>

亚色_奈米_拨水21.jpg 


<↓用大萍叶示范叶面除污效果(叶毛非奈米级):撒上粉末更细的面粉,大部分面粉卡进叶毛间,水无法冲干净!>

亚色_奈米_拨水22.jpg 

<亚色注:面粉的颗粒大小大概0.212mm,表示大萍叶的细毛间隔孔大于面粉颗粒,才能让面粉卡进细毛间格孔内,而水分大于大萍叶的细毛间隔孔无法进入冲洗。>

<↓使用荷叶(叶毛为奈米级)示范叶面除污效果:同样撒上面粉,可发现完全冲干净>

亚色_奈米_拨水23.jpg 

<亚色注:荷叶的细毛是奈米等级,比面粉的颗粒小好几十万倍,所以脏污无法附著。>

亚色_奈米_拨水22-horz.jpg 

<亚色注: 如果把叶子当做车漆,把面粉当作污染物,漆面上的保护产品单位越小,污染物就越不容易卡进毛孔间隔内。>


再来,间隙的差别比较

同样的外来物颗粒大小,遇上不一样的表面细毛排列间隙,细毛间隙越大,越容易卡进细毛内。

亚色_奈米_拨水3-horz.jpg 

当不同颗粒大小遇上不一样的毛孔间隙

亚色_奈米_拨水5-horz.jpg 

<亚色注: 就好比不是奈米等级的保护产品,遇上大小不一样的污染物时,污染物比产品单位还小时,就会卡进去,洗车只能将表面大的污染物清洗掉,若是奈米等级产品,污染物只会附著表面,就容易清洗的调。>

 

以上是让大家对奈米的作用有非常初步简单的认识,接下来要说明的是奈米的单位大小,我集中用一张图来介绍。

奈米是肉眼看不到的,它到底多小? 

一根头发大约50-100µm切成10万次就是奈米大小

1奈米=1千万分之1公分

在这里顺便介绍一下,金油厚度多厚,很多人以为起码会像手机玻璃贴一样厚,其实原厂新车金油厚度45-50µm,不超过1根头发厚度。

涂层厚度.png 

 

最后,简而易之,奈米科技就是以奈米的精细度将原子与分自由排列之后,创造出新物质及材料。它可以改变熔点、韧性、光学性质、力学性质、化学性质、可运用在医疗细胞、隐形涂料、建筑、保养品、食衣住行育乐等,与生活息息相关,奈米,让我们学会享受「轻、薄、短、小」的精致生活。


参考资料:有兴趣的朋友可以看看

  1. 奈米科学网
  2. 张琦(2014.04). 奈米生活上的应用/. 立人高中高17班
  3. 奈米新世界
  4. GOOGLE图片关键字:奈米 显微镜
  5. GOOGLE网页关键字:奈米 



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