閱 讀 以 下 文 章 ， 並 回 答 文 末 的 問 題 ….
奈米科技是近十年來眾所矚目的新興領域。在介紹這一門科學之初，要先 清楚定義什麼是「奈米科學」。奈米的英文全名是nanometer，簡寫為nm，
它與微米（μm）同樣是長度的單位。1 微米（μm）等於 10－6公尺，在 實際生活中，一粒質地很細的痱子粉，它的直徑就大約是 1 微米。而 1 個 奈米就等於 1 微米的一千分之一，也就是 10－9公尺。你能想像將那麼細的 一粒痱子粉再平分成一百份或一千份是什麼情況嗎？而探討與奈米材料 有關的物理、生物與化學性質的學問，簡稱「奈米科學」。
奈米材料的基本特徵
一個原子的大小，大約是介於 0.1 至 0.2 nm之間，那麼一個奈米材料粒子 中所包含的總原子數到底為何？以金原子為例，金的原子半徑約為 0.16 nm，一顆直徑為 5 nm的球形金粒子便包含大約 3,800 個金原子。
有人可能會問：難道奈米材料的特色就僅止於尺寸小嗎？為何「小」，這 幾年來世界各國都投注了許多金錢推展奈米科技呢？經過十幾年的研 究，科學家非常確定地告訴世人，當材料尺度由巨觀到微米，再縮小到奈 米時，它所代表的意義並不只是尺寸的縮小，許多嶄新而豐富的物質特 性，如光學性質、磁性、電性、導熱性等，亦隨之出現，因此也就衍生了 許多新的應用。
奈米材料的小尺寸，造就了表面原子數激增（也就是說表面積對體積的比 例大增）與量子效應的出現兩個基本特徵。許多材料的性質與裸露在材料 表面上的原子數有直接的關係。例如，有些催化性質，要求反應物有效地 吸附在催化劑的表面上，以利催化反應的進行，以及化學感測器的靈敏度 經常與感測體的總表面積有關等。我們用金和鈀為例，金與鈀的原子半徑 分別為 0.16 nm 及 0.12 nm。附表是估算所得的，在不同大小奈米粒子中
的原子數和在表面上的原子所占的比率。從這個表中的數字可以看出，粒 子越小，裡面的原子數越少，暴露在表面上的原子所占的比率就越高。當 奈米粒子的粒徑小到 1 nm 時，其中的原子，幾乎全部是暴露在粒子的表 面上！
奈米粒子具光學特性的例子
「黃金」是非常受人喜愛的金屬，其黃金色澤在金屬材料中深具代表性。
但如果將黃金研磨到超微細的程度，這個黃金色澤便完全消失，紅色隨即 呈現出來。針對可見光與金奈米粒子的相互作用關係來看，可見光的波長 範圍大約在 400 nm～700 nm，這些波長比金奈米粒子的直徑都長，但是 金奈米粒子並不會吸收所有的可見光，它會特別與 500 nm 波長附近的光 作用，因為吸收了較多的綠光以及藍光，所以奈米金會呈現清楚的紅色。
奈米生物技術的實例
未來的人造胰臟，利用現今技術，製造一種穿透膜，其中布滿了微細的孔 洞，其孔徑大小是均勻的 18 nm。因為極微小孔徑的關係，可以讓埋在其 中的胰腺細胞所分泌的胰島素以及其他的小分子如氧和葡萄糖得以順利 穿透進出薄膜；相對地，人體內免疫系統所分泌的較大抗體分子如免疫球 蛋白G卻無法穿入破壞胰腺細胞。這是糖尿病患者的一大福音。
改編自：科 學 發 展：2002 年 6 月，354 期，48～ 51 頁 王崇人 教授（中 正大學化學系）
回答以下問題… 年 班 號 姓名 1.（ ）奈米科技之所以成為廿一世紀最重要的科技產業，其原因為下述
何者？
（A）世界各國都投入巨資推展其相關的科技
（B）科學家在原子的微觀條件下改造、操控或組成物質，科學 家將從這些微小物質之中，發現許多新鮮及豐富的性質，
而這將改變我們的生活
（C）諾貝爾化學獎得主思莫雷（Richard Smalley）教授的預言
（D）電子商業產品輕薄短小的趨勢所趨 2.（ ）下列何者不是奈米材料特色？
（A）表面積大，可以讓反應物有效吸附
（B）顏色和一般尺寸粒子相同
（C）已有相關生物技術薄膜的應用
（D）特殊的導電及導熱性
3. （ ）一個原子的大小，大約相當於多少奈米？
（A）0.2 nm （B）100 nm （C）18 nm （D）10 nm。
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