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1、材料科技,（1）导电高分子（2）奈米材料（3）生物模拟材料,http:/,材料科技,材料与文明：石器文化青铜器文化铁器文化塑料时代与半导体时代？材料与键结：金属键 金属材料；离子键陶瓷材料；共价键高分子材料化工与材料：化学工程：研究、生产、与制造化学相关物质的学科，强调化学材料制程的开发。材料科技：物质之制程结构性质性能。材料科技注重材料热处理、相结构与固态性质，化工注重化学反应工程、相平衡与输送现象。固态相平衡是材料热力学的主要内容，化工热力学则以气-液相平衡为主。,http:/,材料科技基本原理,物质与宇宙：生命体与非生命体之结构与性质均由原子及其键结所决定。机械性质与热性质：键结长度与键
2、结能。光、电、磁性质：键结原子种类及原子数目、键结类型 能带结构。固体形态与原子排列之长程有序规则性：单晶、多晶态、非结晶玻璃态。,http:/,导电高分子,共轭高分子结构。经氧化还原反应进行共轭高分子掺杂程序。化学掺杂抗静电涂料；EMI shielding。电化学掺杂电致变色组件；防蚀涂料；二次电池应用。光掺杂非线性光学材料；太阳能电池。界面掺杂 发光二极管；薄膜晶体管。,http:/,共轭分子结构,1,3-丁二烯,http:/,共轭高分子结构,聚乙炔,http:/,共轭高分子结构,聚乙炔,http:/,正掺杂态聚乙炔导电机构,http:/,典型共轭导电高分子结构,http:/,场效晶体管结
3、构,金属-绝缘体-半导体FET(MISFET),金属-半导体FET(MESFET),薄膜晶体管(TFT),http:/,高分子发光二极管组件与材料,http:/,奈米技术,奈米技术是指处理具有下列特征之材料或系统的技术：(1)至少有一维物质尺度介于1100 nm(2)经由程序的设计能控制分子尺度结构的物理与化学属性(3)奈米尺寸的物质可结合形成较大尺度的结构(4)物质透过奈米结构可得到优异的电性质、机械性质、化学性质、光学性质、生化性质等。,http:/,奈米结构特性,(1)小尺寸效应：比表面积大(2)表面效应：表面活化能大(3)量子尺寸效应：离散能阶与能阶间隙大(4)量子局域效应：粒子动量因
4、空间局域效应变大,http:/,奈米粒子粒径与性质关系,http:/,块材能带与原子团簇能阶结构,http:/,电子与光子的量子局域效应,http:/,分子设计与材料化示意图,http:/,奈米材料应用领域,http:/,生物模拟材料,*Biomimetics即指生物模拟的艺术。以生物模拟为观点所进行的生物材料设计、加工及应用，其意涵在于：以自然为模型、以自然为评估标准、以自然为师。1.对生命友善的制造过程2.井然有序的阶层结构组织3.自动装配制程4.蛋白质晶体模板,http:/,生物系统无机硬质材料,http:/,珍珠贝应力-应变模型,(a)以长链高分子为entropic spring模型图
5、,(b)三种不同类型分子之应力-延伸曲线,http:/,生物矿化模型,http:/,蛋壳生成示意图,http:/,结论-科技创造时代的面貌,农业时代：兽力+人力工业时代：征服空间(classic physics+periodic table)信息时代：征服时间(modern physics+internet)生物物质时代：征服物质(nanotechnology+genome)结合奈米技术与生物技术发展以物质设计(matter design),原子操纵(atomic manipulation),程序制程(process production)为主轴的生物物质(bioterials)科技,http:/,
