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全面攻進奈米科技與太陽電池:一看就懂的圖解,讓高科技輕鬆變成你的知識力

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內容簡介

奈米早已不是新名詞,但你真的說得出它是什麼嗎?
太陽電池是當紅產業,但你知道它的限制與突破嗎?

  認識奈米科技,才知道科學的浩瀚與有趣。

  掌握奈米科技與太陽電池的知識,才能成功開啟21世紀產業的新商機。

  《全面攻進奈米科技與太陽電池》讓你對奈米高科技深切瞭解,對太陽電池全面掌握。

  奈米科技原本只是昨日的科學幻想,卻是今天可真實享用的尖端科技,太陽電池是明日能源的最佳選擇,是人類擺脫對化石燃料依賴的指望。奈米科技與太陽電池都是21世紀的熱門研究領域,也是將影響全世界、改變你我未來的關鍵!

  《全面攻進奈米科技與太陽電池》就是要告訴我們,科學家在大自然中、人體內發現了哪些奈米級物質,而人類由師法自然得到的奈米知識,創造出了哪些不可思議的奈米材料,而這些材料與知識,又將如何幫助我們開發太陽電池這個最環保的再生能源。

  本書作者呂宗昕教授,目前任教於台大化工系,是台灣奈米材料界的重要領導者;不僅著有《K書高手》等多本暢銷書,更將他專精的研究領域,化為平易近人的文字與豐富生動的解說圖,帶領我們輕鬆跨越高科技的門檻,從各種角度全面解析奈米世界與太陽電池的最新發展。《全面攻進奈米科技與太陽電池》將是所有對高科技領域有興趣的人,最需要的入門書。

作者簡介

呂宗昕

  呂宗昕教授是一位希望能對社會產生正面影響的思考型作家,有科學家的縝密思考及社會學家的人性關懷。

  標準的π型人,兼具知性與感性,精通英文與日文雙外語,擁有留日與留美雙留學經驗,投身高科技研究領域多年,並撰寫自我學習與企管類著作,在科學研究中追求人性,在社會觀察中探索真理。

  現任台大化工系教授,主持「太陽電池與光電陶瓷實驗室」,主要研究CIGS銅銦鎵硒太陽電池、奈米材料與白光發光二極體。台大化工系畢業後,獲得日本東京工業大學博士學位,曾任美國加州柏克萊大學及勞倫斯國家實驗室博士後研究員。

  曾獲第三十九屆十大傑出青年、中國工程師學會傑出工程教授、國科會傑出研究獎、台大特聘教授等榮譽。

  個人著作包括《效率決定競爭力》、《時間管理黃金法則》、《π型人-職場必勝成功術》、《K書高手》、《考試高手》、《解題高手》、《數學得分高手》、《理化得分高手》等二十餘本暢銷書,曾獲兩項金鼎獎入圍,並深獲廣大讀者好評及推薦。

  呂教授部落格:「成功者的學習充電站」successlu.pixnet.net/blog

 

目錄

作者序 奈米科技與太陽電池的新發展與商機

Chapter 1 奈米科技與奈米世界
1-1 奈米尺寸與奈米世界
1-2 奈米與自然界
1-3 奈米與人體
1-4 奈米隱形殺手
1-5 奈米與工業革命
1-6 奈米與民生化工
1-7 奈米與電子
1-8 奈米與光電
1-9 奈米與機電
1-10 奈米與生物科技
1-11 奈米與醫學

Chapter 2 奈米科技的應用
2-1 奈米單電子電晶體
2-2 奈米平面顯示器——場發射顯示器
2-3 晶圓奈米化學機械研磨
2-4 奈米生物晶片
2-5 奈米感測器
2-6 奈米鋰電子二次電池
2-7 奈米被動元件——積層陶瓷電容器
2-8 奈米與化妝品

Chapter 3 太陽電池的材料與結構
3-1 太陽電池的重要性
3-2 太陽電池的發展歷程
3-3 太陽電池的種類
3-4 太陽電池的特性評估
3-5 矽基太陽電池
3-6 染料敏化太陽電池的結構
3-7 染料敏化太陽電池的材料
3-8 奈米二氧化鈦材料的需求
3-9 染料敏化太陽電池發展的課題
3-10 銅銦鎵硒(CIGS)太陽電池的結構
3-11 銅銦鎵硒(CIGS)太陽電池的製備

Chapter 4 奈米材料
4-1 奈米材料特性
4-2 奈米陶瓷
4-3 奈米碳管
4-4 奈米半導體
4-5 奈米金屬
4-6 奈米高分子

Chapter 5 奈米材料製備與加工
5-1 奈米材料製備
5-2 奈米粉體沈澱製備
5-3 奈米粉體水熱製備
5-4 奈米粉體溶膠凝膠製備
5-5 奈米粉體噴霧熱分解製備
5-6 奈米粉體冷凍乾燥製備
5-7 奈米加工
5-8 奈米自組裝

Chapter 6 奈米量測與分析
6-1 穿透式電子顯微鏡
6-2 掃瞄式電子顯微鏡
6-3 掃瞄式穿隧電子顯微鏡
6-4 原子力顯微鏡
6-5 近場光學顯微鏡
6-6 X光繞射分析
6-7 粉體粒徑量測

Chapter 7 奈米光觸媒
7-1 光清淨革命
7-2 光觸媒是什麼?
7-3 光觸媒的反應機制
7-4 光觸媒材料
7-5 奈米化光觸媒
7-6 光觸媒抗菌
7-7 光觸媒空氣淨化
7-8 光觸媒水淨化
7-9 光觸媒的除汙與自我清潔
7-10 光觸媒的醫療應用
7-11 光觸媒的製備
7-12 光觸媒的使用與課題

Chapter 8 奈米科技發展與未來
8-1 世界各國奈米科技發展
8-2 台灣奈米科技發展
8-3 奈米科技對人類的影響
8-4 奈米科技的挑戰與機會

參考書目

 

作者序
奈米科技與太陽電池的新發展與商機
呂宗昕

  「奈米」二字除了是科技名詞,似乎也成為熱門產品的代名詞。在民間企業及產、官、學、研的大力推動下,許多民眾對「奈米」二字已耳熟能詳。「奈米」成為家喻戶曉的非食用米後,已形同高科技的重要指標。

  然我們在日常生活中,時常聽到「奈米」二字,但是我們真的瞭解奈米嗎?現在先試問自己幾個問題:

  .奈米究竟是什麼?
  .奈米要如何觀察?
  .奈米要如何製作?
  .奈米如何對新興產業產生衝擊?
  .奈米如何應用於太陽電池?
  .如何判斷真、假奈米產品之差別?

  若我們不十分瞭解這些問題的答案,就可能會對奈米產生誤解,並對奈米有不正確的期待,甚至會誤用奈米產品,以至於危害自己的健康。當我們瞭解奈米科技的意涵與內容後,才能真正掌握它的脈動,並發揮它最大的功效。

奈米科技生根很重要

  奈米是長度單位,僅有十億分之一公尺。這個原本看似平凡無奇的長度單位,卻在各科技領域引爆了產業革命,促成各種新興產業競相崛起,將會為21世紀開創新市場,並帶來龐大商機。在人類的文明史上,這是第一次因為一個度量衡單位,產生如此深遠巨大的影響。

  一般人對「奈米」二字雖常有聽聞,但奈米的內涵及本質,卻非普羅大眾所能理解。我國在國科會國家型奈米計畫及教育部相關K12奈米計畫的積極推動下,已逐漸讓奈米知識普及化。但在學學生因授課時數不足,奈米知識還是不夠;另一方面一般民眾因較少接觸科普知識,對奈米也仍處於聽聞過但缺乏深入瞭解的階段。

  科技既然是新世代的發展趨勢,若希望奈米科技可以早日生根,奈米科技相關知識的普及化及大眾化,確實有迫切的必要性。

最豐富的資料,最好吸收的內容

  筆者長期從事奈米相關研究,為使一般民眾及在學學生可以深入瞭解奈米科技,因此密集蒐集、整理奈米相關資料,輔以筆者過去發表的學術論文,期望能以簡明淺顯的文字,增進大眾對奈米科技的認識與瞭解,並拉近一般民眾與現代科技的距離,讓奈米科技不再是遙不可及且艱澀難懂的深奧領域。

  另外本書針對時下熱門的太陽電池,也做了深入淺出的介紹,配合節能減碳的世界趨勢,介紹新型太陽電池的發展近況,並對太陽電池與奈米科技的關連性,做詳細的說明。

  全書分為八大章,下分不同小節。各章節均可獨立閱讀。讀者可先閱讀最感興趣的部分,有暇餘時再翻閱其他章節。本書由奈米世界開始,說明奈米與各科技領域之間的關係,介紹奈米科技中深具發展潛力的奈米元件。接著說明各類不同的奈米材料,敘述其應用與發展。然後針對不同奈米材料的製備技術予以分析,並解說各類奈米檢測技術。有關太陽電池的材料及發展狀況,本書另有專章論述。最後比較國內外奈米科技發展近況,及思考奈米領域未來的挑戰與機會。

  為方便讀者閱讀,本書採用圖解說明方式,大量引入圖片及照片,讓讀者能輕鬆瞭解文章內容。期望以此讓讀者親近科學,並喜愛科學。

  「奈」字拆解開來,上為「大」,下為「小」。無窮小的材料裡蘊含著一個大世界。一粒沙,一世界;一粒奈米也將影響全世界。讓我們懷著興奮期待之心,見證奈米科技風華的展現,並挑戰新科技的未知新領域。

 

詳細資料

  • ISBN:9789862164655
  • 叢書系列:科學天地
  • 規格:平裝 / 275頁 / 20.5 x 20.5 x 1.38 cm / 普通級 / 全彩印刷 / 初版
  • 出版地:台灣
 

內容連載

1-1 奈米尺寸與奈米世界
奈米是長度單位,為十億分之一米,大概為人類頭髮直徑的十萬分之一。這個看似平凡無奇的長度單位卻對現代工業產生重大影響,亦將為人類生活與文明帶來嶄新風貌。
奈米有多小?
「米」是東方人的主食。平日食用的米有蓬萊米、在來米、糯米等。米中所含的營養成分以澱粉為主,可提供我們日常活動所需要的熱量。
「奈米」是新科技的代名詞,並非可食用的米。「奈米」中的「米」字是長度單位,即公尺(meter)的譯名。1米即是1公尺。「奈米」中的「奈」字是一個單位尺度,是英文nano的譯名,表示10-9的意思,亦即是十億分之一。

「奈」(nano)與「米」(meter)合在一起成為「奈米」(nanometer),代表一個為十億分之一公尺的尺寸大小,也就是1 nm = 10-9m。

一個奈米尺寸有多小?小到人的眼睛看不見,人的手也感覺不出來。一個奈米大概是3~4個原子相連的長度。假設把人的頭髮直徑切成十萬分之一那麼細,就約等於是一個奈米。
「奈米科技」是二十一世紀的最新科技之一,對光電、電子、化工、材料、生醫等產業將造成巨大影響,亦將為各產業帶來龐大商機與無窮發展機會,預期將使人類文明進展至前所未及的新世界。
奈米世界
奈米是人造科技,但自然界中其實有許多奈米物質及奈米組織,可提供我們更多創意來發展奈米技術。

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