形變學 眼界捉迷藏
奈米碳的奧秘
夏天是蓮花的季節，你是否注意觀察過蓮葉上的雨珠？為什麼雨珠落在蓮葉上不是溼答答的一片，而是一顆顆圓滾滾的雨珠呢？原來蓮葉上存在一種奈米結構，讓我們一起來進行以下的實驗，一窺奈米的奇妙現象！
我們會需要：
- 紙杯
- 燒杯
- 滴管
- 蠟燭
- 寶特瓶瓶蓋
- 金屬湯匙
起動手跟著做：
- 取一紙杯，盛水約一公分高或半杯皆可
- 將紙杯底部置於蠟燭火焰上燒烤，由於紙杯已經裝水，底部不會燒起來。但是邊緣凸出部分有可能燒起來，因此避免燒烤到紙杯邊緣
- 燒烤時需要移動紙杯，使紙杯底部均勻附著黑色的碳微粒。通常大約需要一、二分鐘即可完成，但是請注意：紙杯底部必須置於蠟燭火焰之中，不可以高於火焰，如此才容易附著上燃燒不完全的碳微粒
- 將杯子放在桌上，杯底朝上
- 取滴管沾少許水，滴一滴水在杯底，輕輕搖晃紙杯，觀察水滴的移動，可以發現水滴不會吸附在紙杯，形成圓珠狀，並且自由滾動
- 陸續再滴幾滴水，水滴會在紙杯上滾來滾去
你有所不知：
蓮葉表面天然的奈米級纖毛結構，具有疏水能力，可使水珠不易附著而容易滾動滑落，連帶將灰塵一起帶走，科學家將這種現象稱為「蓮葉效應」。本實驗的紙杯在蠟燭火焰上燒烤後，會吸附一層很微小，達到奈米尺度的黑色碳微粒，所以會如同蓮葉效應一樣，顯現出疏水性，水滴自然無法附著在紙杯上囉！
因為湯匙附著了奈米級結構的碳微粒具有疏水性，當湯匙插入水中，四面八方的光線入射到湯匙時會被黑色碳吸收。但是入射角比較大的光線則發生「全反射」（即沒有折射），反射至水面再折射進入空氣，因此在水面上方可以看到光線，看起來就亮亮的囉！
延伸實驗：
- 在燒杯中裝半杯水
- 取一支金屬湯匙，以蠟燭火焰將湯匙背面燻黑
- 等幾分鐘冷卻之後，插入水中，並由水面上方觀察湯匙。
- 可以發現，黑色的湯匙看起來居然是亮亮的，好像又變回原來的湯匙
＊資料來源自: 科思創科教顧問 許良榮教授 NTCU科學遊戲實驗室
