1、材料科技（1）导电高分子（2）奈米材料（3）生物模拟材料 docin/sundae_meng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。docin/sundae_meng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
2、所决定。机械性质与热性质：键结长度与键结能。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。docin/sundae_meng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。docin/sundae_meng共轭分子结构1,3-丁二烯docin/sundae_meng共轭高分子结构聚乙炔docin/sundae_meng共轭高分子结构聚乙炔
3、docin/sundae_meng正掺杂态聚乙炔导电机构(a)(b)(c)(d)(e)docin/sundae_meng典型共轭导电高分子结构NHpolypyrrole(PPy)nSpolythiophene(PT)nHNHNNNpolyanilinenpoly(p-phenylene)(PPP)npoly(phenylene vinylene)(PPV)ndocin/sundae_meng场效晶体管结构金属-绝缘体-半导体FET(MISFET)金属-半导体FET(MESFET)薄膜晶体管(TFT)docin/sundae_meng高分子发光二极管组件与材料nORMeOnORxyORR2ONC
4、R2OOR1OR1CNnRRndocin/sundae_meng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。docin/sundae_meng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：粒子动量因空间局域效应变大docin/sundae_meng奈米粒子粒径与性质关系docin
5、/sundae_meng块材能带与原子团簇能阶结构docin/sundae_meng电子与光子的量子局域效应docin/sundae_meng分子设计与材料化示意图docin/sundae_meng奈米材料应用领域docin/sundae_meng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docin/sundae_meng生物系统无机硬质材料docin/sundae_meng珍珠贝应力-应变模
6、型(a)以长链高分子为entropic spring模型图(b)三种不同类型分子之应力-延伸曲线 docin/sundae_meng生物矿化模型docin/sundae_meng蛋壳生成示意图docin/sundae_meng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 docin/sundae_meng
