關於奈米氧化鋅的原理製程應用未來展望 - 社會議題

By Selena
at 2007-12-08T00:00

Table of Contents

我最近要做報告，拜托大家救救我阿，我完全不知如何下手
有種不祥的預感，能不能詳盡並告訴我如何才不會被打槍
要上台講的

All Comments

By Freda
at 2007-12-11T21:33

納米氧化鋅是一種多功能性的新型無機材料，其顆粒大小約在1～100納米。由於晶粒的細微化，其表面電子結構和晶體結構發生變化，產生了宏觀物體所不具有的表面效應、體積效應、量子尺寸效應和宏觀隧道效應以及高透明度、高分散性等特點。近年來發現它在催化、光學、磁學、力學等方面展現出許多特殊功能，使其在陶瓷、化工、電子、光學、生物、醫藥等許多領域有重要的應用價值，具有普通氧化鋅所無法比較的特殊性和用途。納米氧化鋅在紡織領域可用於紫外光遮蔽材料、抗菌劑、螢光材料、光催化材料等。由於納米氧化鋅一系列的優異性和十分誘人的應用前景，因此研發納米氧化鋅已成為許多科技人員關注的焦點。
　　金屬氧化物粉末如氧化鋅、二氧化鈦、二氧化矽、三氧化二鋁及氧化鎂等，將這些粉末製成納米級時，由於微粒之尺寸與光波相當或更小時，由於尺寸效應導致使導帶及價帶的間隔增加，故光吸收顯著增強。各種粉末對光線的遮蔽及反射效率有不同的差異。以氧化鋅及二氧化鈦比較時，波長小於350納米（UVB）時，兩者遮蔽效率相近，但是在350～400nm（UVA）時，氧化鋅的遮蔽效率明顯高於二氧化鈦。同時氧化鋅（n＝1.9）的折射率小於二氧化鈦（n＝ 2.6），對光的漫反射率較低，使得纖維透明度較高且利於紡織品染整。氧化鋅是一種半導體催化劑的電子結構，在光照射下，當一個具有一定能量的光子或者具有超過這個半導體帶隙能量Eg的光子射入半導體時，一個電子從價帶NB激發到導帶CB，而留下了一個空穴。激發態的導帶電子和價帶空穴能夠重新結合消除輸入的能量和熱，電子在材料的表面態被捕捉，價態電子躍遷到導帶，價帶的孔穴把周圍環境中的羥基電子搶奪過來使羥基變成自由基，作為強氧化劑而完成對有機物（或含氯）的降解，將病菌和病毒殺死。
　　日本新興人化公司、帝人公司、倉螺公司、鍾紡公司、東洋公司等均生產防臭、抗菌及抗紫外線等纖維。例如日本倉螺公司將氧化鋅微粉摻入異形截面的聚酯纖維或長絲中，開發出抗紫外光纖維，除了具有遮蔽紫外光的功能外，還有抗菌、消毒、除臭等功能。納米氧化鋅可用來處理空氣污染方面的問題是因為它具有高比表面積、高活性、特殊物理性質、致使它對外界環境（如溫度、光、濕氣等）十分敏感，外界環境的改變會迅速引起其電阻的顯著變化，此種特性使之在感測方面很有潛力。利用它可研發出耐熱性及耐蝕性佳、應答速率快、靈敏度高、選擇性好、元件製作容易，以及易與微處理器組合成氣體感測系統或攜帶式監測器，因此被廣泛地使用在家庭、工廠環境中以檢測毒性氣體及燃燒爆炸性氣體。將氧化鋅製成介電薄膜可廣泛用於汽車燃料電磁、冷氣機、手機及半導體器件。
奈米氧化鋅製造方法以液相法最具潛力，氣相法又分成沈澱法、均勻沈澱法、噴霧熱解法與溶膠－凝膠法等各具特色與待克服之量產困難。台灣研發生產奈米氧化鋅之公司仍少且規模小，仍處於產業化萌芽階段。中國大陸則已經有若干由科研成果轉化之產業化生產工廠，未來在原材料供應上將逐漸建立自主性與取得發展優勢。台灣既有光電產業基礎穩健，應用奈米氧化鋅是必然之趨勢，因此進口中國大陸之產品，品質將是進口替代之關鍵，短期應該是日本原料主導之機會較大。
未來發展
重點整合與集中發展策略
台灣大學校院與研究機構眾多，但個別計畫多屬小規模的發展，固然在鼓勵獨立創新上有高自由度發揮之空間，但是在有限資源應用上卻容易重疊而失焦，無法真正壯大成果落實於產業化，因此台灣在奈米材料研究與追求國際級創新成就上，需要集中資源加強整合規劃與建立鼓勵勇於挑戰創新改變之制度。在制度上宜事先規劃衍生公司策略與建立科研成果鑑定認證體系，才能引導資金安心投入奈米材料產業。此外，政府對於產業化計畫之補助或技術輔導計畫應該建立在單一窗口之架構下，統一有效分配運用資源，俾加強對於萌芽期之奈米材料與應用產業之輔導。
加強技術引進
奈米材料之發展需要長期之投入，過去台灣無機粉體材料產業由於規模小，因此在開發奈米材料上難免落後於先進國家，故欲建立材料自給自足產業，必須加強引進國外技術或中間產品如前驅體（Precursor）進口，尤其是進口日本之先進技術或材料，以進行上下游垂直分工；在執行上建議採取策略聯盟方式，結合材料上、中、下游同步研發，以爭取快速商品化之先機。技術引進也是本土無機材料工廠轉型以研製奈米材料、提升技術之捷徑。

關於奈米氧化鋅的原理製程應用未來展望 - 社會議題

All Comments

Related Posts

取報告名子!!(急)(20點)

歷史上殺人最多的統治者是誰?

如何再六到八個月減到目標體重

急需要珊瑚的資料拜託非常的急星期一要交作業20點

化學肥料逐漸取代傳統堆肥原因有哪些?