奈米科技新穎物性現象
表體比效應
同樣體積下,粒子越小,則表面積越大,表面原子所佔的比例大大提高,不能忽略表體比效應。
量子效應(quantum effect)
粒子到奈米尺寸以下時,能階從連續變為階段,電性、磁性、光學特性有著重大改變,如導電金屬在奈米化後,卻變成絕緣體。
量子穿隧效應(macroscopic quantum tunneling effect)
古典力學中粒子無法克服位能障礙而有穿牆的效應。粒子到奈米尺寸以下時,電子具有穿過比本身高的位能障礙,而具有穿隧效應,因此稱量子穿隧效應。例如:穿隧顯微鏡利用極細的金屬探針接近導體表面(但未接觸),施加電壓時,電子會由探針尖端穿越空氣間隙而產生穿隧電流。
小尺寸效應(small size effect)
隨著顆粒尺寸的量變,在一定條件下會引起顆粒性質的質變。由於顆粒尺寸變小所引起的巨集觀物理性質的變化稱為小尺寸效應。對奈米顆粒而言,隨著尺寸變小到奈米,同時比表面積亦顯著增加,從而磁性、內壓、光吸收、熱阻、化學活性、催化性及熔點等都較普通粒子發生了很大的變化,產生一系列新奇的性質。例如:金屬奈米顆粒對光吸收顯著增加,並產生吸收峰的等離子共振頻移;奈米顆粒的磁性與大塊材料相比,有明顯的區別,由磁有序態向磁無序態,超導相向正常相轉變。與大尺寸固態物質相比,奈米顆粒的熔點會顯著下降,例如:2奈米的金顆粒熔點為600K,隨著粒徑增加熔點迅速上升,塊狀金為1,337K。
這裏我們所說的是奈米尺度的粒子,或稱奈米粒子。奈米粒子,作為一種熱門的微觀粒子,用途可以說非常廣泛。◇

奈米吹風機也問世,據說在吹頭髮時,可以給予頭髮更細緻的保護。(Getty Images)
|
|
新紀元PDF 版訂閱(US$10 52期)



