推 clari:錦泉學長...給你拍拍手... 164.107.209.245 12/21
※ 引述《Rhett (who I am inside?)》之銘言：
: ※ 引述《chung (中)》之銘言：
: : 感謝江伯喔
: : 我聽我的老師演講
: : 他就說到這種技術是在操作分子原子層次
: : 那種操作可以很精確嗎？
: 看看哪一種方式
: 物理的方法 可以用AFM STM對單一分子原子操作 不過這能做的速度很慢
: 也只能在表面作
: 像我們以前普化課本的封面那個 用鐵跟銅原子牌出來的圖形就是
: 可以看到原子波動的特性
: 不過這種方式 現在被被用來做研究工具
: 研究分子團 還是一些表面的反應 沒有什麼應用
: 再大一點就用e-beam 用電子束直接對表面加工
: 現在作奈米尺度的電晶體都用這方法
: 可以做10nm左右的線路 很多學校要申請奈米計畫大家都想買e-beam
: 不過呢 這種速度還是很慢 沒有辦法量產
: 可能用來做prototype的元件 測一些性質
: 在大一點就是雷射加工 還是半導體製程了 現在到65nm
: 這個就很驚人了 速度很快
: 現在一堆電腦說是奈米電腦 就是用了90nm製程的cpu
: 這是物理的方法
: 化學的方法 是利用分子的自我組成
: 像一堆介面活性劑 放在一起會變成小包一樣
: 以前我們化學老師牟中原就有做這個 還上nature喔
: 這方法就是利用些分子的特性 把什麼分子丟在一起 就會自己變成我們要的東西
: 化學的方法 被用來生產很多奈米的產品 因為其實根本來化工的方式就差不多
: 只是產生出來的東西是奈米等級大小的
: 這種方式只能用來做一些小顆粒 小炭管 還是一堆面 一堆柱子
: 不能用來做複雜的人工的結構
: 其實還有生物的方法 不過那是騙人的
: 就是我們唸的生物 本來就是奈米等級的事件
: 像dna的複製啊 protein的製造啊
: 都是分子元件在做的事情 都在奈米等級
: 分生本來就在唸這些 現在多引進了些物理的方法 就變成奈米生物學了
: 不過的方法 其實功用還有現 現在最多的就是研究單分子的物理性質的方法
: 其實功用還有現 現在最多的就是研究單分子的物理性質
: 好像沒什麼產品....
大致來講是沒錯，以更通俗的說法，奈米化的方法有兩種：
1.由上往下(Top-down):
以物理方法將大塊材料切削至所需的大小與形狀，製造
過程中，是將多餘的原子由材料物質上移除。
2.由下朝上(Bottom-up):
化學方法將原子/分子等材料在奈米層次組合，並以自我
組織程序，經由非共價鍵作用力（如：氫鍵或凡得瓦而
力）形成全尺度化（panoscopic）的階層式複雜結構。
一般來講，奈米化的好處大概有以下幾種：
表面積與體積的比值(即比表面積)變大、量子效應與現象特別顯著、
高密度堆積的潛力。
以更簡單的說法是，奈米化的物質會出現意想不到的特性，例如：
當金的顆粒直徑在五奈米時，熔點可從1063C下降到730C ，且
奈米金催化一氧化碳的效果變的很好，國內外的研究重點在奈米金
在觸媒上的應用，例如應用於防毒面具。還有奈米碳管的研究，大
概是國外最熱門的領域，因為其性質高強度(強度可達剛的60-100倍)
、優良之熱傳導性及室溫超導性，且導電性則依其捲曲結構有導
體及半導體之兩種。可應用的範圍包含：
1.發射器(emitter)，可應用於螢幕。
2.電容器(capacitor)，可應用於手機及記憶體。
3.半導體(semiconductor)
4.氫氣儲存，可應用於燃料電池。
5.微碳針或微電極，可應用於原子力顯微鏡(AFM)及氣體感測器
比較異想天開的是太空電梯的發展，利用奈米碳管作為其鋼索，載運
工具借由這條鋼索穿梭在太空與地球之間，運送人員與物質。美國已經有
公司在推動這項研究，希望15-20年可以達成目標。不過呢...現在最長的
奈米碳管僅能做到4公分.....................................
忘了對奈米科技做定義，一般泛指在 1 ~100 nm 的範圍下，研究物質的特
性和其相互間之作用(包括原子、分子如何操縱)，並進一步將其特性加以應
用之技術與科學 。
產品來說，其實已經有許多奈米粉體商品化，包括氧化鋅(可以隔絕UV)，二
氧化鈦(及光觸媒)，奈米銀(強調抗菌)....等等。其應用潛力很大，問題是
下遊應用端還未完全開發，如工研院材料所郭東瀛博士所說：
事實是證明奈米材料天生活性大，難能久存買賣廣為應用，最適的方法是從
奈米材料製造和應用做成品是一氣呵成。換言之，務必把應用奈米材料和研
製奈米材料密切結合一體。光想製造奈米材料來出售賺錢，和光想應用奈米
材料做最終奈米產品出售賺錢，除了科技上困難重重之外，在商言商也難行策。
: : 像我大概知道說
: : 生物的一些分子操作
: : 其實也需要一些運氣
: : 並不是什麼加什麼就可以獲得什麼
: : 換句話說 並不是像我們在拼積木或拼圖那麼簡單
: : 可以輕易創造出我們要的分子
: : 其實我也不太懂 只是有這種隱約的印象...
: : 那奈米科技呢？
: : 還有 這種科技 除了可以讓東西越變越小
: : 是不是說在這種層次下
: : 很多東西的性質都會改變？（也是我的印象...有點像半導體？ 有特別的性質？）
: : 使它變成很有潛力的材料？
: 以前我來學的性質 要不就是原子分子的性質(化學)
: 要不就是 巨觀的性質 ex 硬度 導熱係數 導電度 顏色
: 以前的人以為 原子分子在上去就是巨觀的性質了
: 也沒有工具研究中間的部分
: 後來發現 原子的性質過度到巨關的性質 中間還有很多變化
: 現在這段就被叫做奈米科技了
: : 之前聽最多了應用是「殺菌」
: : 尤其sars期間 有些公共場所說他們使用奈米科技殺菌？
: : 不知道是什麼原理？
: 就是放一些有功用的奈米小顆粒進去 就變成xx奈米產品了
: 不過這些功能 常常是被吹牛的
: 還是從實驗上有一點點跡象 就馬上被說有什麼功能
: 那些光觸媒 殺菌的 也很多只有好一點點 幾乎沒多大功用
: 反正大家比吹牛的 因為現在對這些東西的測試還沒標準化
: 好的跟不好的現在分不出來
所謂被吹牛應該是商人的手法，真正學界是很認真研究這個領域，
以光觸媒為例，其原理是其表面表面在經波長小於380nm紫外光的
照射後，表面電子吸收足夠能量後脫離，脫離的位置形成帶正電
的電洞，當水份子游離的氫氧基(OH-)接觸到電洞附近時，會被氧
化成氫氧自由基(OH‧)，自由基有很強的活性，會將病菌及污物分
解。以日本的奈米光觸媒為例，經歷35年的慘澹經營，其間4年的
學術基礎研究，在1972年才發表於Nature雜誌為科學界認同，又經
過30餘年的應用研究改善才達到實用化，開始拓展至國外市場。
再以奈米銀為例，以往學界對他的研究不多，近來有增加的趨勢，
其抗菌的效果可見於以下的paper：
1. CHEM. COMMUN. 2002, 3018-3019。
2. Biomaterials 25 (2004) 4383–4391。
所謂沒有標準化，指得是對商品的規範，其效果的測試方法已有規範，
如抗菌方法有日本的JIS Z2801、JIS L1902......美國的AATCC100，
ASTM E2149、USP 51......對於不同材質及抗菌劑的抗菌效果都有規
範。問題在政府要採取哪一種方法，是以尺寸為主還是以效果為主？
目前國內正在推動的奈米標章，初期以光觸媒為主，大家就拭目以待。
至於效果好多少，要看規範的實驗方法來認知。的確有其弔詭的地方，
比如說抑菌率99%，說的是假設一開始種菌量都相同，在培養一定時間
後，如果對照組長到1000個CFU/ml，實驗組長到10個CFU/ml，那麼其
抑菌率就有99%。注意喔！實驗組不是不長，而是菌長的比沒有處理的
少。我的看法是一般人其實是不需要這類的產品，正常人的免疫系統
對抗常見菌是沒問題(大不了拉個肚子或是感冒...)，只要常洗手也OK，
但是對於免疫力較差的病人或是老人，就有其效果，以上述的paper2
所做的人工器官研究，就非常有潛力。
現在的問題是商品沒有受到規範，而商人又天花亂墜，導致奈米商品
被誇大不實。
: : 之前有人給我一塊看起來像一般的清潔用海綿（拿來洗碗什麼的）
: : 說那是奈米科技的產物
: : 可以很容易清潔污垢
: : 不知道又是什麼道理？
: : 因為顆粒很小 所以可以清潔小污垢？
: 顆粒很多小 會改變一些顆粒的物理性質
: 譬如變成有催化反應的能力
: 譬如變成疏水性 譬如變成可以發螢光
: : 想到先亂問一通
: : 完全不懂 還請見諒啊 :P
: 你理解的不差啊
: 現這樣了 太多也不知道怎麼說
: 其實惠中你基礎好
: 就算看去看原始的文獻也沒什麼問題的
: 補一些些背景知識就夠了
: 不然問我一下 也可以省很多時間
奈米科技可能對環境帶來的危害，粗略可分為：
1.奈米微粒對生物組織的影響，由於顆粒非常微小，容易進入
生物體內，是否會對生物體造成不良影響？目前的實驗尚未有
共識，但可以確定奈米顆粒會堆積於生物體內。
2.製作奈米材料的過程中，可能造成的公害。如蝕刻製程排放的
氣體PFCs，會導致溫室效應，但是因為目前尚無有效的替代藥品
，僅能朝減少排放的治標方向處理。
3.奈米廢物對環境可能造成的衝擊。奈米材料是否會與其他常見的
污染物如殺蟲劑或多氯聯苯混合吸附，使新形成的顆粒讓原來的化
學污染物活動性變得更強而造成更大的危害？細菌是否會吞食奈米
材料，以至於讓奈米顆粒進入自然界食物鏈甚至侵入食物鏈的上層？
這些問題就必須靠各位偉大的科學家來證實或解決！
路人插了好大一朵花....@@...不好意思.......
網路上的資訊相當多，建議參考以下網站：
http://nano.nchc.org.tw/
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真實這個東西，和生日一樣，每個人都會有一個，
不能只因為和事實不一致，就指責是謊言。
─ 楊威利，尤里安的依謝爾倫日記
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