化學技術與應用

鋁熱反應 （Thermite reaction）
國立臺灣師範大學化學系四年級柳向芳

(一) 發現

「德國化學家Hans Goldschmidt」當初致力於在不使用碳的情形下進行冶煉得到純的金屬，在這過程中於1893年發現到金屬氧化物粉末和鋁粉摻雜後得到的混和物應用在不含碳的金屬(carbon-free metal)時，經由反應可以得到少量純的熔融鐵。

這個方法的發現恰好可以用來解決當時候鐵軌不安全的問題。在過去鐵軌和鐵軌之間是以螺母、螺栓以及角鋼連接在一起，所以火車行走時會聽到”喀拉-喀拉”的聲響，這種連接方式會因為天氣的變化會使得連接處膨脹或收縮，再加上火車輪子經過時的撞擊，導致螺母鬆脫也可能使得鐵軌開列最終斷裂。因此Goldschmidt將他所發現的鋁熱反應藉由能將兩塊金屬接合的這個特性運用在鐵軌上，並將用來焊接的物質稱作「Thermit®」，之後的鐵路公司便開始利用Thermit®使軌道更安全、舒適以及行走上更快速。

(二) Thermite reaction簡介

Thermite是一個由金屬粉末及金屬氧化物所構成的煙火組成(pyrotechnic composition)產生放熱的氧化還原反應，此反應稱為thermite reaction。若鋁作為還原劑，則稱為「鋁熱反應(aluminothermic reaction)」。Thermite的組成有很多種，常見的還原劑為鋁，氧化劑有三氧化二硼、二氧化矽、三氧化二鉻、二氧化錳、三氧化二鐵、四氧化三鐵、氧化銅和四氧化三鉛等。

高分子纖維（Fiber of polymers）
臺北市立第一女子高級中學二年級朱韻伃

高分子纖維這個名詞或許聽起來很陌生，或許看起來很毒，但它已經悄悄地在業界竄紅，悄悄地滲入我們的日常生或中。現在，就讓我們來簡單地了解高分子纖維與其製作的方式。

大多數纖維是用於紡織工業上。傳統的纖維如棉、麻是來自動物或植物，後來進一步發展出石油化學製成的纖維或石化與天然纖維兩者混紡。而近年來，高分子纖維則廣受歡迎。纖維高分子材料能抽拉成小長度比直徑的長絲，因為本身的化學特性與抽絲過程，使它具有高的拉伸強度及耐磨耗的能力。另外，高分子材料具有極高的可塑性，可以藉由抽絲時參數的改變，填加物的添加與聚合度等等的改變，輕易的改變它的特性。

超臨界流體之應用（Supercritical Fluid Applications）
臺北市立第一女子高級中學一年級梁懿貴

氣體可藉由加壓使其液化，氣體的溫度越高，所需的壓力也就會越大。但是當氣體的溫度到達一定的程度時，會出現任何壓力都沒辦法使氣體液化的現象，而此液化的上限溫度稱為臨界溫度。在此臨界溫度下，使氣體液化的最低壓力則稱為臨界壓力。當流體的壓力與溫度都高於臨界溫度與臨界壓力時，會呈現一種無法區分液體、氣體的物質狀態，稱為超臨界流體（Supercritical Fluid）。

超臨界流體的密度一般都介於0.1到1.0g/ml之間，其物理性質界於氣、液相間，具有氣體的可壓縮性和高擴散性，及液體的流動性和溶解能力，並兼具低黏度、低表面張力的特性，因此容易滲入到多孔性組織中。除此之外，當流體接近臨界點時，微小的溫度或壓力變化都可使密度產生改變，使得超臨界流體具有可被微調的特性。而其化學性質則異於其氣、液相，例如二氧化碳在氣體狀態下並不具有萃取能力，但當進入超臨界狀態後，卻具有溶解有機物的能力。