化學家眼中的科技里程碑
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化學技術與應用
化學工程、生物化學、綠色化學、環境化學、核化學
複合材料（Composite Material, Composites）
複合材料（Composite Material, Composites）
台北市立第一女子高級中學三年級林子晴/台北市立第一女子高級中學化學科周芳妃老師/國立師範大學化學系葉名倉教授責任編輯
複合材料具有高強度、高韌性、質量輕、耐腐蝕以及耐磨耗等特性，已運用於電機產業、電子產業、航太工業、汽車工業、船舶工業、及運動器材上。為什麼我們需 要複合材料呢？各種單一材料都有其優缺點，為了要「揚長避短」，克服單一材料的缺點，並創造新性能，所以複合材料漸漸嶄露頭角。1940年代左右，發現玻 璃纖維增強不飽和聚酯，開啟現代複合材料的新紀元；1960年代初期，隨著玻璃纖維（Fiberglass, Fibreglass, Glass fibre）的發明，複合材料的工業製造逐漸展開，這對於工程構件設計上，有著革命性的意義：人們可以根據不同的用途，設計適用的複合材料，不像以前一樣 只能在既有的材料中挑選。
原子科學家和輻射劑量單位的命名（1）：倫琴（Röntgen）
原子科學家和輻射劑量單位的命名（1）：倫琴（Röntgen）
美國Stony Brook University王瑜君物理學博士/美國Stony Brook University王瑜君物理學博士責任編輯
思考問題：
1. 重大科技的突破是偶然的意外？個別科學家的運氣？
2. 倫琴人格與生平反應了哪些科學工作與倫理價值的關係？
3. 倫琴射線在今天有何重要性？
2011年3月日本福島核災之後，國際媒體的相關報導上常常出現一般讀者比較陌生的科技名詞：輻射的量(quantity)和單位(unit)。這些劑量單位的命名和原子科學曲折戲劇性的突破歷程息息相關。我們將分篇介紹其中最主要的五種單位和其背後五位被稱為「輻射五傑」的科學家。
原子科學家和輻射劑量單位的命名（1）：倫琴（）
：威廉·康拉德·倫琴（Wilhelm Conrad Röntgen）（1845-1923）
id=”attachment_29265″ align=”aligncenter” width=”252″ caption=”圖1：威廉•康拉德•倫琴（Wilhelm Conrad Röntgen）（1845-1923） “
圖片來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_R%C3%B6ntgen
1895年11月8日，當時已經是德國維爾茨堡（Würzburg）大學校長的倫琴，在進行陰極射線（就是電子）的實驗時，觀察到放在射線管附近塗有氰亞鉑酸鋇（barium platinocyanide，BaPt(CN)4）的屏上發出的微光，這表示有股神秘的射線居然會穿過包在真空管外不透明的紙張，最後他確信這是一種尚未為人所知的新射線。有人提議將他發現的新射線定名為「倫琴射線」，倫琴卻堅持用「X射線」這一名稱，產生X射線的機器叫做X射線機。倫琴因這個發現獲得1901年首屆諾貝爾物理學獎。
聲波冷卻冰箱(Acoustic Refrigerator)
聲波冷卻冰箱(Acoustic Refrigerator)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯
聲波冷卻冰箱(Acoustic Refrigerator)，是一種利用聲波引起封於管內之氣體壓力改變，進而溫度改變的原理所製做的一種環保冰箱。
人類利用低溫保存食物的方式由來已久；在古代便在冬天時於地窖儲存冰塊，等到夏天將食物放入低溫的地窖保存。而現今的冰箱，是透過氣體體積改變導致溫度改變來達到冷卻的效果。因為當氣體進行一個絕熱膨脹(adiabatic expansion)的過程，即在一絕熱系統中改變氣體體積（與外界沒有熱量交換），溫度與體積遵守下列關係式：
T1：氣體膨脹前的溫度，T2：氣體膨脹後的溫度
V1：氣體膨脹前的體積，V2：氣體膨脹後的體積
n：氣體分子莫耳數，R：亞佛加厥常數，CV：氣體莫耳熱容量(molar heat capacity)
合金（二）─ 合金的結構
合金(Alloys)（二）─ 合金的結構
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯
合金(Alloys)是含金屬的混合物，是溶液的一種，較少量的元素視為溶質，主成份金屬為溶劑。根據組成結構可分為：取代合金(Substitutional alloy)與填隙式合金或插入式合金(Interstitial alloy)。
圖一、取代合金（左）與填隙式合金（右）（圖片來源：陳藹然博士）
合金（一）
合金 (Alloys) （一）
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯
合金(Alloys)是溶液的一種，為具金屬特性的元素混合物，其中至少有一種主要成分為金屬。根據混合的狀況可區分為均相合金(Homogeneous alloys)與非均相合金合金(Heterogeneous alloys)。青銅(Bronze)、黃銅(Brass)為均相合金，成份元素的原子分布均勻；非均相合金例如汞齊(Amalgam)，為不同比例晶相組成的混合物。
合金的使用相當早，原始人即懂得利用隕石中的天然鐵鎳合金。而一般而言約四千至五千年前，人們已經掌握了冶煉青銅、黃銅的技術，而在約三千年，生鐵(pig iron)、鋼(Steel)等等人造的鐵合金出現。一般而言常見的合金很多，如上述鐵碳合金包含了鋼、生鐵、熟鐵(wrought iron)；青銅、白銅、黃銅，也分別是銅錫、銅鎳、銅鋅合金。曾用來補牙的銀粉，其實是銀錫汞齊。
圖一、黃銅（左），鋅（中），銅（右）合金 。
鋼
鋼 (Steel)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯
鋼 (Steel) 是含碳量低於2%的碳鋼合金。由於碳原子半徑比鐵原子半徑小很多，故碳原子填入鐵金屬晶格中，形成與填隙式合金或插入式合金 (Interstitial alloy)。
鋼的煉製始於鐵礦的還原，目前常用的方法為高爐 (Blast furnace)冶煉法，由於在使用的過程中加入了大量的煤炭作為還原劑，因此在煉出的鐵當中，必然會含有一定濃度的碳。透過在鐵合金當中碳含量的不同，可以得到不同用途的鐵合金。
圖一、鐵於高爐中的反應 http://www.elmhurst.edu/~chm/onlcourse/chm110/outlines/steel.html
合金鋼
合金鋼 (Alloy Steel)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯
合金鋼 (Alloy Steel)，是指一系列以鋼(Steel)為主要成分的合金。在鋼中加入不同比率的各種不同金屬，藉以改變鋼的各種機械性能。合金鋼可視為取代合金 (Substitutional alloy)與填隙式合金或插入式合金 (Interstitial alloy)的混合；添加金屬與鐵形成取代合金，碳和鐵的組合為填隙式合金。
在合金鋼當中，一般而言加入少於5 %的其他金屬是為了提高鋼的強度與淬透性；加上超過5 %的其他金屬，則一般用於特殊用途，或者是為了耐腐蝕、極端的耐高溫性質等等。表一為鋼混合不同比例金屬後的性質變化。
表一
抗震劑(Antiknock Agent)
抗震劑(Antiknock Agent)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯
抗震劑，是一種汽油當中的添加物，其添加的主要目的是為了減低汽油在引擎當中，由於高溫高壓下自燃、爆炸，所產生的爆震(knocking)現象。
而由於爆震程度可以利用辛烷值(octane number)來進行度量，辛烷值越高，爆震的效果也就越低，因此吾人也可稱抗震劑的添加，是為了提高汽油的辛烷值。