作者：駱榮富 老師 (材料科學與工程學系)    

       我們每天所接觸網路與電腦，像我們離不開空氣、陽光、水源一般。不可諱言的是，網路與電腦的傳輸速度與運算效率決定我們生活的品質與工商業的競爭力。目前光傳輸方式是將光轉化為電子訊號傳遞，此需要轉換的時間；但若是用奈米科技以鏡子反射原理，可以直接改變光進行方向，發揮將大量資訊快速傳送的功能。這意味著網路上的文字、影像、及聲音訊息的傳輸速度，將大步躍升到接近光速一般，勢必創造了一項驚人的科技貢獻。預估未來的奈米光學相關的微型光學網絡裝置(Optical Networking Device)的市場潛力龐大。
       

        奈米技術若能成熟運用，將造成在材料、化工、生技、醫療及光電方面起了革命性的變化。結合DNA奈米生物科技的電子電路技術，可能十幾年後我們將會使用薄如紙張的電子顯示器。目前電腦要花上數百年才能完成計算的複雜問題，到了未來的「量子電腦」只要數十分鐘即可完成的速度。奈米科技的概念是從物質的最基本單位(原子和分子) 的層次加以操控物質，組合出非常微小的新材料和新機器。單原子記憶體的技術，若以全球每年以100萬冊出版量來計算，可以使全球100億年份的書籍刊物（相當於1萬兆冊），儲存於一顆方糖大小的記憶體內部。這一切革命性的產品研發目標真是令人瞠目結舌，超乎一般想像。
        近幾年在對於奈米材料開發與製造、奈米電子學、生醫、環保、能源、化學工業、生技、資訊技術均有了前瞻性之技術突破，許多新領域亦蓬勃發展中，包括奈米功能材料、奈米薄膜、奈米複合材料、奈米光電材料、顯示器、奈微機電系統、微生物科技。奈米技術對材料、電子、光電、機械、量測、化工、生醫也將帶來空前的技術革新。奈米科技將帶領我們開發比鋼鐵強過十倍以上的輕質材料，成形各種革命性的運輸工具，節省大量能源的消耗。奈米技術更可用於消除水與空氣的污染，提供更乾淨之生活環境及飲水，亦能製作高效率的太陽能電池。運用奈米化學技術能大幅延長可樂或啤酒的保存期限。
       我國在奈米科技領域的前瞻性研究課題方面進行奈米結構物理、化學與生物特性之基礎研究，探討介觀物理與化學、巨分子化學、奈米結構特性之理論計算、模擬與預測。當建立理論模型時所描述的材料數量愈加豐富，時間規模越大時，我們將會犧牲到對正確原子描述上的細節。針對具有特異性質的奈米材料的設計與理論建立，吾人需要將圖2所示的各個不同模型的材料尺度與時間長短的關係加以緊密地連貫之。另一重要課題是從事奈米材料之合成、組裝與製程研究，如開發高表面積材料、奈米顆粒/管/纖維、超薄膜及超晶格結構、奈米結構材料及複合材料、生物與非生物介面材料、生物分子自組裝材料、自行修補與自我行複製材料、並了解奈米結構材料的塊材行為。在奈米尺度探測與操控技術之研發課題則有單探針與多探針掃描式近距離探測與操控技術、高空間分辨率(<10 nm)遠距離顯微探測與操控技術、並發展探測與操控技術之理論基礎。在特定功能奈米元件、連線、介面與系統之設計與製造方面的研究項目包含單電子元件、自旋電子元件、量子點/量子線元件、分子/電子機械元件、分子/超分子與生物分子偵測器、奈米連線與電子波導、生物與非生物物質介面元件、藥物輸送元件、超高密度（>1011元件/cm2）元件陣列設計架構。
 
圖2. 材料的尺度與時間在理論模型建構上有密切的相關性。

       

        以上所列的各種奈米科學與技術研究項目均值得同學們努力學習的對象，建議大家多方面的接觸，不斷吸收最新奈米科技的發展與趨勢，充實自己在基礎學科的知識是進入此領域的第一步。眾所皆知，奈米科技不單會對電子和資訊工業造成重大衝擊，也會對化學、生物和醫學技術有突破性的的貢獻，非常值得各界大量投注人力與物力，以加快奈米科技的研發進度，提高本國奈米技術層次。奈米科技的發展勢必將對台灣整體工業進行大規格的升級，希望所有從事奈米科技的人員會對台灣的經濟和產業做出重大的貢獻。