Page 15 - 海洋科技博物館 前沿專輯成果專刊

形狀記憶合金虛擬轉化 虛擬富勒烯實驗室
形狀記憶合金是一種加熱後能完全消除其在較 富勒烯是碳原子所組成的一種中空分子，在真
低溫度下發生的變形，並且恢復其變形前原始形狀 的合金材料，屬於材料科學的重要領域。形狀記憶 合金在教學時必須有相關設備與材料才能觀察其奈 米結構隨溫度變化的效應，若以肉眼只能看到合金 接觸高溫時變回所記憶的形狀，無法觀察到合金粒 子結構的變化。虛擬實境具有以 3D 動畫模擬真實的 能力，能把教學上的抽象概念、原理或實驗過程以 生動、擬真的方式表現出來，因此本研究使用虛擬 實境技術來開發奈米科技教材，並結合情境式學習 理論來設計「形狀記憶合金」的教學系統，除了參 考市面上形狀記憶合金產品的介紹以及專家的研究 資料，經過簡化與歸納其知識內容，並透過 3D 互動 介面來模擬真實的操作步驟，將鎳鈦合金在溫度變 化時的形狀記憶過程、原理及日常生活應用 ( 如: 馬達和血管支架 )，以生動、擬真的方式表現出來。 學習者可透過互動操作和觀察奈米結構變化來增進 對形狀記憶合金的認知與理解。
空中或惰性氣體中凝聚而自然形成，這些碳原子凝 聚結合時會組合成各種幾何圖形，例如:巴克球是 五邊形和六邊形組合成的球體，奈米碳管是由近似 石墨的六邊形結構組合成中空長形圓柱體，碳奈米 尖錐是由頂端的三至五邊形和周圍的六邊形組合成 不同角度的尖錐形狀。富勒烯在雷射、超導以及醫 藥等領域的應用都相當受人矚目，而大量低成本製 備高純度富勒烯是這類研究的基礎。虛擬實境具有 以 3D 動畫模擬真實的能力，能把教學上的抽象概 念、原理或實驗過程以生動、擬真的方式表現出來， 因此本研究使用虛擬實境技術來建置虛擬富勒烯實 驗室，讓學習者了解如何利用電弧放電法產生富勒 烯樣本。學習者除了可以透過互動式操作來體驗富 勒烯的製作過程，並可利用產出的樣本進行穿透式 電子顯微鏡的檢測流程，還可以在微觀環境下嘗試 以碳原子來組裝巴克球、奈米碳管和碳奈米尖錐以 加深對富勒烯結構與特性的認知與理解。
前瞻奈米科技教材研發與推廣
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