諾貝爾物理學家理查.費曼(Richard Feynman)曾在 一九五九年時提出一項驚人的想法:「將二十四卷的大英百科全書全寫在一 個針尖上。」,這項觀念在當時是非常先進的,一般大眾亦認為是不可行的 。時至今日,此一想法能否實現呢?答案是肯定的,經由奈米科技的幫助下 要實現此一挑戰已非難事。接下來,我們將為你介紹何謂「奈米」。 「奈米」是由英文Nanometer翻譯而來(縮寫為nm),希臘文的nano代表著 侏儒的意思,meter則是長度的單位“米”。以長度的觀點而言,一奈米即 是十的負九次方公尺(十億分之一公尺),相當於頭髮切面直徑的萬分之一 ,身長二米的空中飛人Jordan,即代表著“二十億奈米”高;若以地球做為 基準(赤道半徑637公里),其十億分之一大約是一隻螞蟻,也就是說要在一 公尺的長度中看到一個奈米的長度,等同於要在太空中看到地球裡面的一隻 螞蟻。 奈米除了代表長度的意義外,更代表科學上的研究尺度進入另一階段。目前 奈米科技定義的研究範圍為尺度大小介於1至100奈米(nm)之間,當材料縮小 到奈米尺度時,其物理、化學性質皆會有所改變,例如:化學家目前觀察、 研究的最小原子是0.1奈米的氫原子,而原子物理學家則透過奈米尺度研究 這樣的物質可產生的力量為何。因此,奈米科技是研究在特殊的尺寸下,其 物理現象與尺寸間的相關性,以及可能產生的新奇現象。 奈米現象並非一夕之間產生,而是一直存在於自然界中,但人類卻因為先前 科技發展的限制,而無法瞭解其運用原理。例如:我們從小練習書法使用的 墨汁,可分為市售的墨汁與自己磨墨的墨汁,當墨汁書寫於紙面時,可發現 研磨的墨汁較市售墨汁更具光澤;這樣的現象是因為墨條是由松煙燒製而成 ,而松煙的粒子剛好介在奈米尺度之間,當墨條研磨到極為細密時,墨汁黏 著在紙面上時,因散射現象減少而產生光澤。透過這樣的原理,便可延伸到 噴墨印表機顏料的研發技術,生產色彩更為細緻的顏料。 除此之外,再以黃金為例,在一般情況下黃金通常不具任何活性,所以僅作 為裝飾用途的首飾,但若透過奈米技術,將黃金縮小到五奈米以下時,便可 展現出一般催化劑所具備的高活性特點,進而可將會引起中毒的“一氧化碳 ”轉化成“二氧化碳”。故科學家便利用此特性,將黃金製作成避免一氧化 碳中毒的防毒面罩,使黃金有了與以往截然不同的新用途。 目前以研發奈米中草藥於業界享有高知名度的本校校友-九鼎生技公司總經 理楊建新,曾以一般用於滋養人體的草藥-人參為例,與本校同學分享此一 經驗。楊建新指出,他曾在將人蔘研磨到奈米級顆粒的過程中,因為人蔘小 到奈米等級而導致其物性改變,發生爆炸,將其室內通風管爆毀。由此可知 ,這樣新興的科學,帶來了全新的研究領域。 |