====章節目錄====
第一章 緒論…1-1
第一節 研究目的與範疇…1-1
一、研究目的…1-1
二、研究範疇…1-1
第二節 研究方法與架構…1-3
一、研究方法…1-3
二、執行架構…1-3
第三節 研究限制…1-5
一、研究限制…1-5
二、研究時間…1-5
第二章 奈米科技發展沿革與研發投入…2-1
第一節 奈米科技發展源起…2-1
第二節 奈米的定義與特性…2-6
一、定義…2-6
二、特性…2-6
第三節 奈米產品如何分辨…2-10
第四節 國際奈米科技發展概況…2-13
第五節 我國奈米技術產業化發展近況…2-19
第六節 奈米科技人才培育…2-23
第三章 奈米粉體材料技術與發展趨勢…3-1
第一節 金屬與金屬氧化物…3-1
一、金屬系奈米材料…3-1
第二節 無機與陶瓷粉體材料…3-9
第三節 磁記錄材料與磁記錄讀頭…3-11
一、磁性材料…3-11
二、奈米巨磁阻抗材料簡介…3-13
三、磁記錄密度成長趨勢…3-15
四、磁記錄讀頭最新發展…3-16
第四節 磁流體材料與應用…3-21
第四章 奈米碳素材料之技術與發展趨勢…4-1
第一節 碳簇(Fullerenes)…4-1
一、C60的發現…4-1
二、C60的結構…4-3
第二節 中空奈米碳球(Hollow Carbon Nanocapsules)…4-6
一、中空奈米碳球…4-6
二、中空奈米碳球的製備…4-6
三、中空奈米碳球的結構與特性…4-8
四、中空奈米碳球可能應用方向…4-11
五、填充金屬奈米碳球(Metal Filled Carbon Nanocapsules)…4-11
第三節 奈米碳管…4-15
一、奈米碳管結構…4-15
二、奈米碳管製造方法…4-16
三、奈米碳管的特性…4-20
第四節 碳黑結構與特性比較…4-24
一、碳黑製造方法…4-24
二、碳黑之粒徑、表面積與ASTM代碼…4-25
三、碳黑的微結構…4-26
四、碳黑包覆金屬材料…4-28
五、奈米級鍍碳技術…4-29
六、導電碳黑之應用…4-29
七、碳黑與碳六十、碳管之粒徑比較…4-30
八、碳黑生產規模與市場…4-31
第五章 奈米粉體在高分子材料之應用與發展趨勢…5-1
第一節 奈米粉體在塑橡膠彈性體應用…5-1
一、奈米粉體補強塑膠之第一個成功案例…5-1
二、高分子奈米複合材料之特性…5-2
三、奈米黏土添加量與物性改善之關係…5-4
四、蒙脫土結構分類與供應狀況…5-5
五、奈米粘土複合材料可能之應用產品…5-9
六、奈米橡膠複合材料應用…5-9
第二節 塗料樹脂顏料應用…5-11
一、奈米技術與導電塗料應用與市場…5-11
二、奈米技術與顏料分散應用…5-14
第三節 奈米粉體在人造纖維之應用…5-28
一、奈米粉體在人造纖維之應用領域…5-28
二、產品特性…5-31
三、主要生產公司與產能…5-32
四、成功案例之發展模式…5-36
第四節 奈米粉體在複合材料之應用…5-38
一、熱固性高分子奈米複合材料之發展…5-38
第六章 奈米粒子在光觸媒之應用與發展趨勢…6-1
第一節 光觸媒種類與應用介紹…6-1
一、光觸媒的原理…6-1
二、二氧化鈦的結晶型態與功能特性…6-2
三、光觸媒的最新應用介紹…6-6
第二節 光觸媒應用市場…6-11
一、光觸媒商品應用機會與市場狀況…6-11
二、光觸媒原料與應用市場…6-12
第三節 光觸媒專利分析與技術趨勢…6-15
第七章 奈米材料在新興產業之應用與發展趨勢…7-1
第一節 奈米粉體材料在光電半導體產業之應用…7-1
第二節 奈米碳簇(Fullerenes) 在新興產業之應用 與發展趨勢…7-4
第三節 奈米碳管在新興產業之應用…7-8
一、奈米碳管場發射顯示器 (CNT-FED)應用…7-8
二、奈米碳管在貯氫領域之應用…7-13
三、奈米碳管材料的其它新應用…7-15
四、奈米碳管之專利分析…7-16
五、奈米碳管最早專利調查與評論…7-22
第四節 以奈米材料突破人造雨科技探索…7-25
一、前言…7-25
二、奈米科技與祈雨儀式…7-26
三、人造雨原理…7-26
四、傳統人造雨科技遭遇瓶頸…7-27
五、人造雨科技與奈米材料…7-28
第八章 奈米材料未來市場規模預測…8-1
第一節 奈米技術與材料之相關市場預測…8-1
第二節 奈米粉體與微粉體粒子產品市場預測…8-7
一、微粉體產品市場與規模預測…8-7
二、微粉體產品市場發展趨勢…8-8
三、奈米粉體研發動向…8-11
四、日本奈米級與微粉體材料價格…8-12
五、日本奈米級與微粉體粒子主要製造廠商…8-13
六、台灣奈米級粉體生產狀況…8-14
第三節 奈米碳管、碳簇公司創投發展模式與主要 量產公司介紹…8-17
一、奈米碳簇公司創投發展模式…8-17
二、奈米碳管主要量產公司介紹…8-20
三、台灣在奈米碳簇與碳管之研究…8-22
四、中國大陸之奈米碳管量產動向…8-24
第四節 奈米材料在傳統產業之應用…8-25
第五節 台灣奈米材料在傳統產業之應用…8-39
第六節 奈米技術產品發展地圖…8-49
一、台灣國家型奈米計畫之奈米科技 產業化技術發展目標…8-49
二、奈米材料、技術與應用發展之技術 地圖(2002~2015)…8-53
三、奈米材料、技術與應用發展之技術 地圖(20015~2030)…8-55
四、美國太空總署奈米材料應用技術地圖…8-58
第九章 台灣傳統產業奈米材料產品化之課題與挑戰…9-1
第一節 奈米材料於材料及化工產業之應用規劃 座談會結果整理…9-1
第二節 奈米科技人才培育之管道需求調查…9-15
一、奈米科技對我國傳統產業的市場影響…9-15
二、傳統產業之奈米科技人才培育管道需求…9-16
三、傳統產業之奈米科技人才培育專長類別 需求…9-18
第十章 結論與建議…10-1
第一節 結論…10-1
第二節 建議…10-5
====表目錄====
表1-1 奈米材料專題調查研究執行架構…1-4
表1-2 奈米材料專題調查研究內容架構…1-4
表2-1 常見長度單位換算…2-6
表2-2 銅粒子大小與表面積之關係…2-8
表2-3 目前奈米材料/產品主要特性…2-10
表2-4 奈米技術各領域目前已有的產業效益及未來可能造成 的衝擊…2-16
表2-5 日本、美國及歐洲奈米結構科技研發狀況之比較…2-18
表2-6 工研院奈米技術開發成果…2-21
表3-1 主要金屬奈米粒子材料的種類與動向…3-3
表3-2 金屬奈米粒子合成方法的種類與特徵及使用企業(日本)…3-5
表3-3 金屬奈米粒子材料的需求範圍…3-7
表3-4 日本金屬奈米粒子材料主要生產廠商…3-8
表3-5 奈米材料應用領域…3-9
表3-6 全球奈米材料應用市場預估…3-10
表4-1 奈米碳簇材料(碳六十、奈米碳球、奈米碳管)之性質比較.4-10
表4-2 碳黑之製造方法…4-25
表4-3 碳黑之粒徑、表面積與ASTM代碼…4-26
表4-4 導電性高分子用途分類與材料…4-30
表4-5 碳黑與碳六十、奈米碳管之粒徑比較…4-31
表5-1 奈米尼龍與一般尼龍之性質比較…5-4
表5-2 奈米黏土添加量與物性改善…5-5
表5-3 天然黏土種類之電荷數…5-6
表5-4 蒙脫土(Montmorillonite)的化學成分與重量比…5-7
表5-5 奈米粘土複合材料特性與可能應用產品…5-9
表5-6 2000~2005含奈米粒之導電塗料世界市場產值 (依應用類別)…5-13
表5-7 2000~2005含奈米粒之導電塗料世界市場產值 (依材料類別)…5-14
表5-8 不同濕式分散設備之優缺點…5-16
表5-9 奈米粉體在人造纖維之應用…5-28
表5-10 奈米粉體在人造纖維之新產品領域…5-31
表5-11 奈米粉體之主要製造商…5-32
表5-12 奈米粉體機能化纖維的商業化產品…5-35
表5-13 奈米級環氧樹脂與不飽和聚酯樹脂之特性…5-43
表6-1 二氧化鈦的結晶構造及特徵…6-3
表6-2 光觸媒二氧化鈦固定化技術…6-5
表6-3 光觸媒的應用性能與應用領域…6-11
表7-1 2000年全球奈米粉體在電子、磁性材料與光電工業之 市場規模…7-1
表7-2 2005年全球奈米粉體在電子、磁性材料與光電工業之 市場規模…7-2
表7-3 奈米粉體在光電磁產業應用之平均單價…7-3
表7-4 日本專利中奈米碳簇之應用分析…7-4
表7-5 日本以外國家所核准之奈米碳簇專利之應用領域…7-5
表7-6 奈米碳簇應用專利案數統計…7-5
表7-7 奈米碳簇製造與製程相關專利統計…7-7
表7-8 日本獲得之碳簇製造法之專利數統計…7-7
表7-9 國外公司與外國人申請之碳簇製造法專利統計…7-7
表7-10 各類型大尺寸顯示器之特性比較…7-12
表7-11 奈米碳管相關製造方法之專利申請案數…7-17
表7-12 奈米碳管相關應用專利案數統計…7-18
表7-13 奈米碳管應用專利之產品項目…7-18
表7-14 全球奈米碳管專利統計…7-21
表7-15 全球奈米碳管所屬國家案數與件數統計…7-21
表7-16 全球奈米碳管申請國與申請件數排序…7-22
表7-17 奈米碳管之早期關鍵專利…7-23
表7-18 美國最早期之奈米碳管專利(US4663230)摘要…7-24
表7-19 自然界中凝結核之材料與起始溫度上限…7-29
表8-1 2010~2015年全球奈米材料市場規模預估…8-1
表8-2 全球奈米技術市場規模預測…8-2
表8-3 奈米技術之主要產品實用化里程碑…8-3
表8-4 奈米技術關聯產業類別之市場規模預測…8-4
表8-5 日本微粉體產品市場現況與未來預測…8-8
表8-6 日本2005年碳簇與奈米碳管市場規模預測…8-11
表8-7 奈米級粉體研發動向與微粉體粒子粒徑一覽表…8-12
表8-8 日本奈米級與微粉體材料價格一覽表…8-13
表8-9 日本奈米級與微粉體粒子主要製造廠商…8-14
表8-10 台灣奈米級粒子之製造廠商…8-15
表8-11 台灣奈米級原材料價格…8-15
表8-12 高純度黏土基本性質…8-40
表8-13 中科院與台灣日光燈公司之光觸媒燈管專利摘要…8-42
表8-14 絹雲母與黏土(蒙脫土)特性比較…8-45
表8-15 奈米材料及製程技術與奈米基礎產業應用技術6年 發展目標…8-49
表8-16 儲能奈米材料技術與奈米構裝材料及製程技術6年 發展目標…8-50
表8-17 奈米粉體材料、技術與應用技術發展地圖(2002~2010)…8-54
表8-18 奈米材料、技術與應用之短期與長期需求範圍預測 (2002~2015)…8-55
表8-19 日本文部科學省依材料領域別之實現時期預測統計…8-56
表8-20 日本文部科學省依目的別之實現時期預測統計…8-57
表8-21 日本技術預測指標排名前20項課題與實現時間預測…8-57
表8-22 美國太空總署奈米材料應用技術地圖…8-58
表8-23 碳奈米管的應用與面臨挑戰…8-59
表9-1 座談會參加業者規模…9-2
表9-2 台灣已經商品化之奈米科技應用產品種類與廠商…9-2
表9-3 與會廠商已投入年數與困難…9-3
表9-4 業者投入研發與銷售所遭遇困難…9-4
表9-5 奈米科技產品使用者或買方的考量因素…9-5
表9-6 國內研究單位或大學當如何協助產業落實奈米科技 (資訊面)…9-6
表9-7 與研究機構技術合作如何落實與建議方案概述…9-7
表9-8 與研究機構技術移轉過程之建議…9-8
表9-9 與研究機構技術移轉後之後續服務如何進行…9-9
表9-10 技術移轉後技術接收人才不足問題之建議…9-10
表9-11 推廣奈米產品時，對下游廠商技術服務問題解決之建議…9-11
表9-12 奈米科技技術引進工作如何配合產業需求進行…9-12
表9-13 如何協助業界獲得政府研發補助與資源運用問題…9-13
表9-14 籌組奈米科技產品研發聯盟之重要性與參與意願…9-14
表9-15 傳統產業奈米科技人才培育管道調查公司名單…9-17
表9-16 廠商對在職人才培育之需求管道分類與代號…9-17
表9-17 傳統產業奈米人才培育之需求管道調查結果統計…9-17
表9-18 傳統產業奈米人才培育之需求管道調查結果與名次…9-18
表9-19 奈米專長需求分類與在職人員奈米人才培育之專長 需求調查結果…9-19
表9-20 奈米科技專長需求優先順序…9-20
====圖目錄====
圖3-1 硬碟機(HDD)的高密度化演進技術發展圖…3-16
圖3-2 巨磁阻(GMR)磁頭的概念圖…3-18
圖4-1 以雷射氣化石墨生成碳原子簇與質譜儀分析…4-2
圖4-2 利用質譜儀偵測C60和 C70的訊號…4-2
圖4-3 C60的構造…4-3
圖4-4 短奈米碳管與中空奈米碳球顯微鏡圖片…4-7
圖4-5 中空奈米碳球結構高解析顯微鏡圖片…4-9
圖4-6 填充鈷奈米碳球低倍率電子顯微鏡圖(平均粒徑約40nm)…4-12
圖4-7 奈米碳管之結構與尺寸比較…4-15
圖4-8 水平式電極電弧放電示意圖(奈米碳管設備)…4-18
圖4-9 奈米碳管之微細照片…4-18
圖4-10 雷射蒸發儀器示意圖(奈米碳管設備)…4-19
圖4-11 化學氣相沉積反應爐(奈米碳管設備)…4-20
圖4-12 1968年Heckmann 提議之碳黑微結構模型…4-27
圖4-13 1992年Donnet 提議之碳黑粒子的表面結構模型…4-27
圖4-14 碳黑表面結構與石墨化後碳球結構…4-28
圖5-1 蒙脫土之結構…5-7
圖5-2 球磨(Ball mill)示意圖…5-16
圖5-3 攪磨(Attritor; stirred ball mill)示意圖…5-17
圖5-4 珠磨(Media mill)示意圖…5-17
圖5-5 珠磨分散機制示意圖…5-19
圖5-6 傳統與微介質分散之剪力面差異…5-19
圖5-7 不同型式帶動軸心之葉片之設計…5-22
圖5-8 不同研磨介質分離系統…5-22
圖5-9 洋紅色顏料在不同粒子大下之可見光吸收光譜(a)、主吸收 波長範圍下之光譜面積(b)及消色波長範圍下之光譜面積(c)的比較…5-26
圖5-10 洋紅色顏料粒徑與光學性質之關係 (a: 亮度brightness, b: 彩度chroma); Chroma =()()2*2**ba+=C…5-27
圖5-11 不同粒徑在色彩座標a: CIE 及b: L*, a*, b* 上的變化…5-27
圖5-12 太陽光的紫外線破範圍…5-29
圖5-13 奈米粉體抗菌防臭之機構…5-30
圖5-14 導電奈米粉體在纖維上之分佈…5-30
圖6-1 紫外線照射光觸媒表面使價電子脫離的原理…6-2
圖6-2 光觸媒進行自動清潔(Self Cleaning)的機制…6-4
圖6-3 二氧化鈦固定在各種基材的方法…6-5
圖6-4 日本光觸媒二氧化鈦生產廠商市場佔有率分佈…6-14
圖7-1 碳簇(Fullerenes)的應用專利地圖…7-6
圖7-2 主要公司在奈米碳管發展之專利地圖…7-19
圖8-1 FCC奈米碳材料新事業策略聯盟架構…8-19
圖8-2 BABOLAT VS 公司生產以奈米碳管新技術製造的兩款 網球拍系列：…8-27
圖8-3 日機裝以奈米碳管為負極製作而成的鋰離子電池…8-29
圖8-4 絹雲母電子顯微鏡觀察結果…8-46
圖8-5 黏土(蒙脫土)電子顯微鏡觀察結果…8-46
圖8-6 奈米材料及製程技術六年發展工作項目(~2008)…8-51
圖8-7 奈米基礎產業應用技術六年發展工作項目(微粒與型態) (~2008)…8-51
圖8-8 奈米基礎產業應用技術六年發展工作項目 (混成材與機能材)…8-52
圖8-9 奈米能源應用技術六年發展工作項目與指標…8-52
圖8-10 奈米構裝材料及製程技術六年發展工作項目與指標…8-53