材料

玻璃材料

透明性

玻璃具有優異的透明性，能夠透過自然光或人工光源，廣泛應用於建築窗戶、車窗與光學設備。

• 透光率：一般普通玻璃的透光率可達85%以上。
• 調節光線：經過加工可製成不同透光度的玻璃，如霧化玻璃或染色玻璃。

硬度與耐久性

玻璃硬度高且不易刮傷，但脆性使其易碎。經強化處理後可提高耐衝擊性與安全性。

• 莫氏硬度：普通玻璃約為5-6。
• 耐腐蝕性：對酸鹼具有良好的抗性，但氫氟酸例外。

熱穩定性

玻璃能承受一定範圍內的溫差，但快速升降溫可能導致破裂。特殊玻璃如耐熱玻璃（如硼矽玻璃）能適應極端溫度環境。

• 耐高溫性能：耐熱玻璃可承受高達500°C以上的溫度。
• 熱膨脹係數：普通玻璃的熱膨脹係數為(8-10)×10^-6/°C。

隔音與保溫性能

玻璃通過加工可提高隔音與保溫性能，例如中空玻璃或夾層玻璃。

• 中空玻璃：減少熱傳導與噪音傳播，適用於高能效建築。
• 夾層玻璃：內含膠層能有效阻隔聲波。

光學性能

玻璃能透過調整成分與加工方式獲得特殊光學特性，例如抗紫外線玻璃與低輻射玻璃。

• 防紫外線：可過濾99%以上的紫外線，保護室內物品。
• 低輻射（Low-E）玻璃：有效降低熱輻射傳遞，提升建築能效。

加工多樣性

玻璃可根據需求進行多種加工，滿足不同場景的應用。

• 鋼化處理：提升抗衝擊能力與安全性。
• 染色與鍍膜：實現裝飾與功能性結合，如隔熱或防眩光。
• 雕刻與切割：用於藝術設計與個性化裝潢。

奈米材料

奈米材料指的是在奈米尺度（1到100奈米）下擁有特殊物理和化學性質的材料。由於其獨特的尺寸，奈米材料展現出異於傳統材料的特性，例如更高的強度、導電性、催化活性及光學特性，因此在各領域中有著廣泛的應用前景。

奈米材料的分類

• 奈米粒子：包括金屬奈米粒子（如金、銀）、半導體奈米粒子（如量子點）及磁性奈米粒子等。
• 奈米薄膜：薄膜厚度在奈米級別，常用於電子元件和表面塗層。
• 奈米線與奈米管：例如碳納米管及奈米線，因為高強度及導電性，應用於能源及電子設備。
• 奈米複合材料：由不同奈米材料混合組成，兼具各種材料的特性，廣泛應用於生物醫學和環保材料。

奈米材料的應用

奈米材料的特殊性質使其在各領域都有豐富應用。例如：

• 電子技術：利用奈米材料來製作更小、更快速的電子元件。
• 醫學：奈米材料可用於藥物遞送、癌症治療及生物成像，提升醫療技術。
• 能源：在太陽能電池、燃料電池及鋰電池中應用奈米材料以提升能源效率。
• 環境保護：奈米材料用於水處理、空氣淨化及有害物質去除，改善環境品質。

自修復材料

石墨烯

超疏水材料

光觸媒

什麼是光觸媒？

光觸媒是一種在光照下產生催化反應的材料，最常見的光觸媒材料是二氧化鈦（TiO₂）。當光觸媒在紫外線或可見光的照射下，表面會產生強氧化力，能有效分解有機物、細菌及病毒，達到淨化空氣、除臭及抗菌的效果。

光觸媒的原理

當光觸媒暴露於光線（通常是紫外光）時，其表面的電子會被激發並與空氣中的水分產生自由基，這些自由基具有強氧化能力，能分解空氣中的污染物或殺死細菌。

光觸媒的應用

• 空氣淨化：光觸媒可以用於空氣濾清機或塗覆於牆面上，以分解空氣中的有害物質，如甲醛、苯等。
• 抗菌除臭：光觸媒塗層可以應用於廁所、廚房、垃圾桶等區域，有效抑制異味並殺菌。
• 水處理：光觸媒在污水處理中可以用於去除水中有機污染物，提升水質。
• 自潔塗層：在建築外牆上塗覆光觸媒可以達到自潔效果，減少污垢堆積。

光觸媒的優勢與挑戰

光觸媒的優點在於其環保性和持久性，無需額外的化學品即可實現淨化功能，且只需光源即可持續作用。然而，由於光觸媒大多數需要紫外光來激活，因此在室內應用時，通常需要配合紫外光燈或增強其在可見光下的活性，以提高使用效果。