作者:駱榮富 老師 (材料科學與工程學系) 

        在日常生活中 我們常聽到的「奈米科技」(Nanotechnology)一詞的字根「Nano」是源自於希臘字中「侏儒」的意思,「Nano」與任何計量單位合用時,即表為十億分之一的數量級,「奈米」 (nm)指一公尺長度的十億分之一(10-9),而「奈」字是由藉由「Nano」的英文音譯所產生的。先前我在許多場合中,常聽到一些人把「奈米」誤以為是一種物品或物質,例如『請問你公司最近做什麼?』和『我們製造奈米的』的談話,或是「加入XX公司的奈米級會員」和「奈米推拿術」等廣告語言,簡直讓人啼笑皆非。建議你下次用到「奈米」一詞可以把它做成一種微小尺度去形容一種物質或與此材料相關的技術較為恰當,如奈米材料、奈米金屬、奈米科技、奈米醫學、奈米化學、奈米結構等。                                              諾貝爾獎得主費曼(Richard Feynman)教授於19591229在美國物理學會的ㄧ個聚會場合中發表演說,暢談沒有任何物理定律限制科學家在原子的微觀條件下改造、操控或組成物質,並大膽預言,大家將會從這些微小物質世界中,遇見林林總總的新奇性質。順便ㄧ提的是,為人風趣且不拘小節的費曼教授於1988年過世,在他身前加州理工學院辦公室的黑板上面,還保留有他遺留下來的板書,其中一句話寫著「我不能創造的東西,代表我並不了解它。」(What I cannot create, I do not understand.),卻讓人玩味無窮。

        長遠的奈米技術開發則著眼於對在物質的基本瞭解與奈米材料的製作或合成。近十餘年來,奈米材料之研究與應用有大幅成長,例如美國的Richard Smalley博士於1986年發現碳簇(C60)素材且於1996年榮獲諾貝爾獎。C60的發現開啟吾人對奈米碳材的研究興趣。日本NEC公司的飯島澄男博士於1991年發現碳奈米管(Carbon Nanotube; CNT),最早的碳奈米管製造方法是利用兩根石墨電極,在氦氣或氬氣的環境中,以直流電場放電而產生,亦可利用聚焦的高能雷射,使高溫的石墨揮發後合成,製造技術不斷翻新。後來,有人可利用高溫爐中由鐵、鈷與鎳等金屬顆粒,裂解乙炔或甲烷來製造碳奈米管。目前常見的製備CNT方法仍以電漿法、雷射激發法及金屬催化熱夸解法為主。               

        奈米碳管是目前自然界中所發現最細的管子,具優越的熱傳導性、導電性,強度佳,穩定化學性,又具柔軟性。科技人員想盡辦法以碳奈米管當成一支神奇的魔術棒,好讓碳奈米管變出各種新花樣與應用,於是乎碳奈米管的相關研發受到全球極大之重視與研究能量的投入,迄今每年有關CNT的期刊與書籍德數量有如過江之鯽。在圖書館中近年的許多博碩士研究論文中關鍵字亦與碳奈米管或CNT脫離不了干係。

         台灣近年來奈米材料研究工作以材料合成與性質分析為主軸,並深入探討奈米晶粒之原子結構與化學界面間的關係。奈米材料的尺寸介於1100奈米(nm)之間,具有與一般固體晶相或非晶質結構不同之原子結構;與傳統晶粒或非晶質材料不同之光學、磁性、熱傳、擴散及機械等性質;可使原本無法混合的金屬或聚合物加以混合而形成合金。奈米結構材料的電子能階會隨著粒徑不同而改變,突顯出奈米材料的各種特殊性質為大眾所重視,諸如材料優異的強度、延展性,磨耗性質、電磁特性、表面催化性質與抗腐蝕性。奈米技術(Nanotechnology)已經為大家所公認為本世紀之尖端科技產業。美國政府將奈米科學與技術列為美國當今最重要之科技發展項目。 台灣面臨國際強勢競爭,政府與業界攜手發展高附加價值的奈米科技,並樹立使傳統產業轉型成為新贏家的策略。                                                                    我由衷強烈建議校內任何科系的每一位同學都應對奈米科技與奈米材料有基本的認識,在學期間利用機會去修習一兩門與奈米科技相關的專業課程或科學通識課程,建立最起碼的知識與對專業術語的認識與應用。如果時間允許的話,也鼓勵同學們多參加校內外舉辦的任何奈米科技相關的講演、研討會或短期訓練課程,得到充分即時學習的機會。此動機與原因相當簡單清楚,我們每一個人都不容忽視奈米科技對我們生活與知識內涵的重大影響。我們也不能錯過參與在奈米科技的平台上眼睜睜地失去發揮創意與創造財富的機會。