反向連結 · 材料科學

# 概述 密度泛函理論（Density Functional Theory，簡稱DFT）是一種在[[量子力學]]框架下，用[[電子密度]]取代[[波函數]]來描述多電子系統基態的計算方法。其核心思想是把系統的全部資訊映射為僅依賴於空間中電子分佈的泛函，從而大幅降低計算維度，使得大規模原子團簇及固態材料的電子結構模擬變得可行。 # 理論基礎 基於[[Kohn-

彈性體（elastomer）是一類具備高度彈性變形能力的高分子材料，能在去除應力後迅速恢復原始形狀。 其分子鏈通常呈無規捲曲態，受力時可發生大幅伸展或彎曲，卸載後則依靠鏈段的彈性回彈力回到起始構型。常見的彈性體包括[[天然橡膠]]、 [[硅橡膠]]、 [[聚氨酯]]彈性體等，廣泛應用於[[輪胎]]、 [[密封件]]、 [[墊片]]、 [[醫療器材]]以及[[

微觀結構是指物質在原子、分子或晶格尺度上的排列方式與組織特徵。它決定了材料在宏觀層面所表現出的力學、導電、光學等性質，因而在[[材料科學]]與[[物理學]]中被視為核心研究對象。 在金屬、陶瓷、聚合物等不同體系中，微觀結構的差異會導致強度、硬度、塑性及耐磨性等性能顯著不同。例如，[[晶格]]中的缺陷（如空位、間隙原子）是影響導電與熱傳導的關鍵因素；而[[分子

表面粗糙度是描述物體表面微觀幾何形狀偏差的技術概念，常用於[[機械工程]]與[[材料科學]]等領域，用以量化表面的光滑程度。其測量方法包括[[觸針式粗糙度儀]]、光學[[干涉儀]]以及[[雷射輪廓儀]]等，能夠獲得表面微觀起伏的數值，如 Ra、Rz 等參數。這些參數對於[[表面處理]]、加工工藝及產品耐用性評估至關重要。在實際應用中，常透過[[顯微鏡]]觀察

粗糙度是描述物體表面微觀凹凸不平程度的重要指標，常以微米或奈米作為測量單位。它在材料科學、機械加工、光學元件製造等領域具有廣泛應用。\n在實際操作中，表面粗糙度會影響摩擦系數、疲勞壽命以及光學反射率等關鍵性能。透過[[表面粗糙度]]測量和[[微观结构]]分析，工程師可以選擇合適的加工工藝，例如[[机械加工]]或[[抛光]]，以達到所需的表面品質。\n測量儀器

固態物理是物理學的重要分支，專門研究固體的微觀結構與宏觀性質。其核心議題包括[[晶體結構]]、電子[[能帶理論]]以及[[電子狀態]]的分佈規律。研究方法常結合[[量子力學]]與[[統計力學]]，並借助[[低溫物理]]實驗技術，以揭示材料的電學、磁學與光學特性。[[材料科學]]的許多突破皆源於固態物理的基礎研究，如半導體元件、超導體與磁性儲存媒體。此外，[[

近原子層次解析是一種在[[原子尺度]]或接近原子尺度的微觀層次上進行結構分析或物質組成解析的科學方法。 它主要依賴於高解析度的顯微技術與光譜手段，如 [[掃描隧道顯微鏡]]、 [[透射電子顯微鏡]] 以及 [[X射線晶體學]]，並結合 [[光譜分析]]，能夠揭示物質的晶格排列、缺陷分佈與化學鍵結形態。此技術在[[材料科學]]、 [[奈米科技]] 及 [[量子

量子模擬是一種利用[[量子計算機]]或[[類比系統]]，對量子系統的行為進行模擬的技術。 它可以在量子層級上重現材料的[[電子結構]]、[[化學反應]]或[[量子態]]的演化，從而幫助研究傳統電腦難以處理的[[多體問題]]。 透過量子模擬，研究者能夠直接觀測[[量子糾纏]]、疊加與隧道效應等現象，進一步檢驗[[量子力學]]理論的正確性並預測[[材料科學]]的

## 概述 凝聚態物理（又稱凝聚態物理學）是研究固態、液態以及液晶等物質在宏觀尺度下的結構、相變與集體行為的物理學分支。它涵蓋[[晶體結構]]、[[超導]]、[[磁性]]、[[半導體]]等現象，並透過[[統計力學]]、[[量子力學]]與[[場論]]等工具，揭示物質內部的[[電子]]、聲子及其他準粒子的交互作用。 ## 主要研究方向 - 結構與缺陷控制：探討固

計算化學是利用電腦進行分子層級模擬與分析的化學分支，借助[[量子化學]]、[[分子動力學]]與[[密度泛函理論]]等方法，能在原子尺度預測分子的幾何結構、能量狀態及反應途徑。此學科的核心在於建立可靠的[[計算機模型]]，透過數值求解[[薛丁格方程式]]或[[牛頓運動方程式]]，得到系統的熱力學與動力學資訊近年來，結合[[蒙特卡羅方法]]與[[分子動力學]]的

Physical Chemistry（物理化學）是化學的一個分支，融合[[物理學]]的理論與實驗方法，研究物質的結構、性質及化學反應的規律。它涵蓋[[熱力學]]、[[動力學]]、[[量子化學]]、[[光譜學]]等領域，為了解分子間相互作用、反應機制及物質狀態提供基礎理論框架。 在實際應用中，物理化學的原理被廣泛用於[[材料科學]]、[[藥物設計]]、環境保護

粒子物理學是物理學的重要分支，專門探讨构成物质的最基本單元及其相互作用規律。主要研究對象包括電子、夸克、光子等[[費米子]]與[[玻色子]]，並通過數學框架如[[量子場論]]來描述它們的動力學。 在實驗手段方面，科學家利用[[粒子加速器]]將粒子加速至極高能量，再透過精密探測器記錄碰撞產生的軌跡與產物，從而驗證或挑戰[[標準模型]]的預測近年來，[[大型強子

# 道教科技史 道教科技史為一跨學科領域，研究道教與古代科學技術的交互作用，主要涵蓋[[煉丹術]]、[[醫學]]、[[天文儀器]]等實踐。歷代道士在追求長生與成仙的過程中，對於礦物特性、熔煉技術和燃料控制累積了系統認識，直接促成[[火藥]]的發明與早期[[化學工藝]]的演進。 透過《抱朴子》、《太平經》等道藏文本與考古出土的丹爐、銅鏡，可揭示道教對於冶煉、光

紅外光譜（又稱紅外吸收光譜）是一種基於[[紅外線]]與物質分子[[分子振動]]或[[轉動光譜]]相互作用的分析技術。當[[紅外線]]光束穿過樣品時，特定波長會被樣品中的[[官能團]]選擇性吸收，形成獨特的吸收峰，這些峰類似指紋，可在[[光譜]]圖上呈現，從而實現對有機化合物、無機鹽及高分子材料的定性鑒定與結構解析。近年來，[[傅里葉變換紅外光譜]]（FTIR

化學組成是指樣品中各種[[化學元素]]或[[化合物]]的種類以及它們之間的比例關係，常以[[質量分數]]、[[摩爾分數]]或[[分子式]]等方式表示。確定化學組成可以幫助我們預測物質的[[物理性質]]、反應活性以及在[[材料科學]]與[[藥學]]中的適用性，常見的分析技術包括[[光譜分析]]、[[定性分析]]可鑑別成分種類，[[定量分析]]則用於計算各成分的

礦物學是自然科學中專門研究礦物的組成、結構、性質、分類及其形成過程的學科。它與[[地質學]]、[[化學]]及[[材料科學]]密切相關，為[[礦產資源勘探]]與[[新材料開發]]提供理論基礎與實際應用。 研究內容涵蓋礦物的[[晶體結構]]、化學成分、光學與物理特性，以及在自然環境中的[[礦物分類]]原理。透過[[地球化學]]的分析方法，可揭示元素在地殼中的遷移

有機化學是化學的重要分支，主要研究含有[[碳]]原子的[[有機化合物]]。這類物質包括烴類、醇類、醛酮、羧酸及其衍生物，構成從藥物、材料到能源技術的廣泛應用基礎。透過[[光譜學]]與[[立體化學]]的分析方法，科學家能夠精確阐明分子之結構與反應路徑，從而設計出高效的[[藥物合成]]或[[材料科學]]流程。 在古代中國，[[道教]]的煉丹術亦涉及部分有機物的使

紫外光譜是指波長介於10 nm至400 nm之間的電磁輻射，位於可見光紫色端之外，屬於高能光子範圍。由於其光子能量較大，能夠激發分子的[[電子躍遷]]，使得物質從基態提升至激發態，因而在理論與實驗上皆具有重要意義。 在科學與技術領域，常利用紫外光譜進行[[光譜分析]]、材料性質測量以及天文觀測。例如在半導體產業與[[材料科學]]中，測量吸收邊緣可得知材料的能

X射線晶體學是一門利用[[X射線]]與[[衍射]]原理探究[[晶體結構]]的科學技術。其核心概念源於1912年勞厄觀測到的X射線在晶格中的繞射現象，隨後由布拉格父子建立布拉格定律，為測定原子在三維空間中的排列提供了數學基礎。 今天，研究者通常先製備高品質單晶或粉末樣本，使用[[同步輻射]]或實驗室旋轉陽極X光光源照射樣本。衍射光束在探測器上形成離散的斑點，通

飛機結構是指航空器整體的構件組合與力學設計，主要包括[[機翼]]、[[機身]]、[[尾翼]]以及[[起落架]]等部件的佈局與配置。這些部件在設計時必須兼顧輕量化與高強度，常借助[[材料科學]]中的先進複合材料與鋁合金，以實現優異的[[強度]]並延長疲勞壽命。 在[[空氣動力學]]層面，機翼的弦長與後掠角直接影響升力與阻力特性，而機身的流線外觀有助於降低氣動阻

矽酸鹽是指含矽與氧的化合物，基本結構為SiO₄四面體，形成陸殼中最豐富的礦物群。根據四面體連結方式，可分為島狀、鏈狀、層狀和骨架狀等類型，常見的代表礦物有[[石英]]、[[雲母]]以及[[角閃石]]等。此類化合物在火成岩與變質岩中普遍存在，並在地球化學循環中居重要地位。這些礦物在[[地質學]]的岩石分類與成因研究中提供關鍵指標，同時也是[[材料科學]]的常用

建築工程是指新建、擴建、改建各類建築物及其配套設施的完整過程，包含規劃、設計、施工、監理、驗收與營運等多階段。 在[[設計]]階段，工程師依據[[結構力學]]與[[材料科學]]的理論，確定結構形式、構件尺寸與材料選用，以兼顧安全、功能與經濟。 施工圖說成立后，施工團隊依賴[[施工技術]]與[[項目管理]]的專業知識，安排人力、機械與材料供應，並執行工期、成本

# 國家實驗室 國家實驗室是由國家政府設立、資助並營運的科研機構，常隸屬於國家的科學或能源部門，肩負國家重大科學與技術研發任務。它們拥有龐大的規模、先進的儀器與設施，匯集頂尖的科學家與工程師，旨在推動[[基礎研究]]、[[應用科技]]及[[國家安全]]等領域的創新與突破。著名例子包括美國的[[橡嶺國家實驗室]]、[[勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室]]以及中國的[