台灣奈米科技新聞信, Vol. II, No. 12, 7/1/2003

第二卷 第十二期 TNN 綱目


奈米人文政治和法規

香港科大成立奈米材料技術研發所  /  台灣工研院產業學院下月掛牌  / 
台灣
科資中心奈米專利研討會相關報導  /  「中華奈銤」營運 漸入佳境  /  台灣潤滑油市場掀起土洋奈米大戰  / 
日本扶植奈米科技產業
九月成立產學合作組織  /  支持負責任奈米科技的研究將澤披大眾  /

奈米材料科技

奈米粒子塑料複合材料  /  奈米塑料製法  / 
奈米材料應用規畫
ITIS出版  /  磁性奈米粒子的穩定度獲得一個大提昇  / 

奈米晶片及奈米電子科技

90奈米製程量產戰 蓄勢待發  /  生物科技將會推動奈米電子  /
 廢棄的蘋果電腦硬碟變成新的原子鏡  / 
台積電公開65奈米計畫力保晶圓代工的領先地位  / 

奈米管, 奈米鬚, 奈米纖維和奈米球的進展

科學家開發出新的奈米線和奈米管培養技術使奈米科技商業化加速  /  世界首座「奈米碳纖維橋」問世  / 
奈米碳管的分離  /  氧化錫奈米線的氣體分子感應器   /

奈米醫學和奈米生物科技

系統生物學將會引導資訊產業和醫藥產業的進展  /  全球奈米投入奈米銀抗菌研究  / 
奈米銀紡織品解決襪子的臭味問題  /  奈米矯正測度數精準到個位數  /  展望生物科技的發展趨勢  / 
「奈米外科醫生」之旅  /  塗裝和方陣技術可讓醫藥適得其所  / 
美國加州洛杉磯大學的物理學家創造出單一分子的奈米感應器  / 
美國的
US GLOBAL公司推出新的奈米過濾器  /  利用DNA的奈米結構來製造條碼  /

奈米新技術和新產品

直接數位量測將是下一世代感應器的主流   /  當生命有緊急狀況時電池最好正常  /
 NANOSOLAR
奈米太陽能公司獲得創投六百五十萬美元的挹注  / 
ALTAIR
公司和 HYDROGEN SOLAR公司合組一家新的公司  /  電化學機器雕刻出奈米結構體  /

                                                                                       搏君一讀項目

英國王子召集科學家對「Grey Goo」展開調研  /  支持奈米機器人的聲浪縮小了  / 
奈米科技能夠大量生產奈米產品嗎
?  /

奈米人文政治和法規:

香港科大成立奈米材料技術研發所

6/24/2003, 中國新華社, 香港科技大學日前投資1億港元(7.8港幣合1美元)成立奈米材料技術研發所,支持工商界發展奈米工業,提高產品和服務附加值,推進經濟發展。
負責研發所項目統籌的化學工程學系主任吳嘉名說,研發所的首要目標是通過與工業界和其他學術及科研機構的合作,從事中游的研究發展和技術轉移,開發多用途、多功能、切合香港經濟發展的奈米材料和技術。該研發所將致力於成果轉移和技術產業化,促進香港和本地區的奈米技術和工業發展,使香港成為本地區和國際奈米技術研發的聚焦點。 研發所將進行微型鋰燃料環保電池、超微奈米顯示器、奈米材料合成製造技術和環保奈米催化技術等4個核心領域的研究。

台灣工研院產業學院下月掛牌

6/26/2003, 台灣經濟日報, 斥資4,000萬元開辦的工研院產業學院(ITRI Academy),將於75日配合工研院30周年慶正式掛牌開張,首任學院主任由工研院量測中心主任徐章博士出掌。 徐章表示,工研院產業學院的實體教室,將與經濟部專業人才培訓中心、貿協的國際企業人才培訓中心,三個單位合署於新竹市光復路的經濟部專業人才培訓中心辦公。初期開辦經費為4,000萬元,規劃整體將至少投資30億元,陸續建置完善的遠距教學、互動教學設備。並且會在新竹、南科都設置遠距教學中心。

工研院產業學院的培訓人才對象,初期規劃一年培養510萬人次,並將分為四大類。第一類先是針對職場新鮮人的職前訓練;第二類是在職人員的升級培訓。第三類是針對跨領域第二專長的培訓;第四類是科技主管人才的養成,包括服務產業界、及政府科技相關官員等。 產業學院率先於6月起跑的課程,是針對工研院內部展開「產業分析師種子教師」第一期培育計畫,全套完整的課程將分三個梯次。徐章強調,工研院產業學院的講師,是以國內外專業人才為邀聘對象。 徐章說,產業學院的開課方向,在尖端技術的培育方向,將包括:奈米、生醫、系統單晶片(SOC)、數位學習等全方位新科技領域。 此外,還會針對台灣產業由製造業,轉型到知識經濟型產業的現況,加強培育:兼具跨領域專才的科技管理人才、談判人才、智慧財產權應用、科技法律、市場經濟及數位學習等人才,通過結業考核者並授予專業證書。

台灣科資中心奈米專利研討會相關報導

6/26/2003, 台灣工商時報, 由於奈米技術及產品具有多樣化,且涵蓋的領域相當廣泛的特性,理律法律事務所合夥律師徐小波表示,只以專利權保護奈米技術是不夠的,包括商標、著作權與營業秘密等法律的保護,都應列在技術保護的戰略內。

奈米技術涵蓋的領域甚廣,其未來的發展更會全方位影響人類的生活,為協助國內的產官學研界,取得切入奈米科技所需要的關鍵決策資訊,國科會科資中心已依據奈米技術的重點領域,從技術前瞻、全球研發焦點與具量產潛能等原則,選取重點奈米技術製作一系列專利地圖。科資中心、中山科學研究院、智慧財產局與本報等,並於昨日共同舉辦「奈米技術專利佈局」研討會,就奈米技術的智慧財產權管理等,邀請專家發表專題演講。 徐小波說,奈米技術具有應用無遠弗屆、跨領域性高、創新性高與產品多樣化等特性,加上技術應用,可能會在「無心插柳柳成蔭」的情況下產出,因此,企業對奈米技術尋求法律保護時,不能從單一產品考量,而是要從經營管理、商品化等層面考量,且要隨時依據技術的應用,補強智財權的保護內容,以擴大保護的範圍。 通常企業一想到技術的法律保護,就會馬上想到專利權的問題,但徐小波說,由於專利權的申請,必須將技術的內容加以完整的陳述,加上專利權的保護有時間上的限制,在期間屆滿後,容易被後繼廠商抄襲模仿,因此,對不願意曝光的技術,援用營業秘密加以保護,也是可行的策略。譬如說:美國可口可樂公司對於可樂的配方,就未尋求專利權保護,才能讓該項配方維護長達百年之久。

「中華奈銤」營運 漸入佳境

6/24/2003, 台灣工商時報, 中華奈銤科技公司在奈米材料領域研發有成,已獲中山科學技術院、工業技術研究院、台灣金屬發展中心等單位認證通過,主力產品目前有奈米超導負離子釋放器及精密高分子滲佈處理等項目,全年預估營收為一億八千萬元,稅後盈餘目標為三千五百九十一萬元,以目前股本九千六百萬元計算,稅前EPS 三.五元。中華奈銤公司總裁巫曉天指出,今年來營運獲利漸入佳境,首季獲利三百萬餘元,單季正式轉虧為盈,預計第二季獲利亦在三百萬元以上,由於至目前為止,累計虧損也僅六百萬元,將可彌補完畢,下半年開始,公司營運獲利看俏,由於上半年SARS疫情嚴重,奈米超導負離子釋放器大賣,加上香港屈臣氏可望簽約,全年此項產品預估可賣出十萬顆,對營收獲利挹注頗大。

巫曉天表示,美國、日本、德國、英國、瑞典、瑞士等國家都已建立優勢的奈米技術研究中心,過去十年,西方發達國家奈米科技領域的投資,以年平均二五%幅度成長,增加投資額達一百億美元,根據德國科學技術部估計,目前全世界奈米技術實際應用每年可創造五百億元的營業額。中華奈銤科技公司研發成功的精密高分子滲佈處理技術,確定獲漢翔航太、工業技術研究院、中山科學院、台灣金屬發展中心等認證通過,並取得消除靜電之導電高分、工件之表面淨化處理、自動侵塗裝置、可產生負離子之高分子等多項專利。中華奈銤科技主要法人股東包括台塑訊科(台塑集團)、巫氏投資、佳芳化學工業、台灣投資顧問等公司。該公司指出,目前已有技術來往之客戶,包括大億、三興科技、華宇電腦、廣達電腦、中華映管、南亞塑膠、台朔汽車、台灣塑膠、慶輝電子、友達電腦等測試成功,並正式下單為其產品代加工。

台灣潤滑油市場掀起土洋奈米大戰

6/21/2003, 台灣工商時報, 台灣國內一年數十億元潤滑油或添加劑的商機,最近引爆土、洋廠商的卡位戰。甫取得H2OIL 公司添加劑台灣總代理權的亞百達石化,最近由美國引進奈米複合汽、柴油的添加劑;同樣的,生璟集團也從美國取得奈米添加劑的原料,在旗下大陸北京廠加工後,率先進口來台銷售,並已在中油加油站上架銷售,將搶攻國內奈米添加劑市場;而中國石油為不讓外商專美於前,最近已組成燃料以及潤滑油的奈米研發團隊,將自下月起準備研發奈米潤滑油加入戰局。

亞百達石化總經理陳昭穆表示,新引進高科技奈米級油品添加劑艾孚F3-21 產品,是由美國H2OIL 公司自行研發,可運用在汽油、柴油內。同樣引進奈米添加劑的生璟集團,目前除了已在中油直營站上架銷售產品外,往來客戶包括國光客運,及民營遊覽車。除了台灣市場外,該集團也將目標鎖定大陸、羅馬尼亞以及瑞典等市場。面對國內代理商紛紛自國外引進奈米級的添加劑,中油煉製所副所長沈宏俊表示,中油已組成燃料以及潤滑油的奈米研發團隊,將先鎖定潤滑油產品,讓潤滑油達到奈米級水準,試圖穩住中油在潤滑油市場的龍頭地位。

日本扶植奈米科技產業 九月成立產學合作組織

6/17/2003, 台灣中時電子報, 日本經濟新聞週一報導,為了扶植奈米科技產業,由日本政府支援的產學合作組織將於九月成立,該組織由日立製作所、創投基金等約三百家公司與大學的研究人員組成。報導指出,預料奈米科技產業市場規模到二○一○年將達二十兆日圓,產官學攜手開拓此一市場為刻不容緩的課題。此一組織稱做「奈米科技商務協議會」,除了日立之外,松下電器產業、三菱商事等約三十家公司將於七月設置發起人協會,以募集廣泛的行業、技術轉移機構(TLO)、大學研究人員等參加,計畫在九月正式成立,會長預定由日立製作所董事長金井務擔任。

支持負責任奈米科技的研究將澤披大眾

6/24/2003, CORDIS NEWS,  歐洲共同聯盟奈米科學和奈米科技處成立的功能乃是在於研究開發和奈米科學技術相關的知識,以便能用來幫助和支援所有歐盟裡的公民,本身決不是要扮演一個推動奈米科技的腳色。 奈米科學和奈米科技處的處長Renzo Tomellini說,為了要達到此組織的目標,其組織一直在支援奈米科技應用的研究,以及奈米科技可能有的副作用的研究。

6/11/2003歐洲議會的一個奈米科技大會中,有許多針對奈米科技中所隱藏的隱憂被提出來討論。Renzo Tomellini認為這代表著具有科學基礎為架構的資訊有很大的需求,同時也代表著大眾有被告知的欲望。奈米科學和奈米科技處就是要來提共這樣的資訊,另一方面也要來支援負責任的奈米科技的研究計劃,同時要來給予恰當研究計劃經費。他強調說,除了歐盟的公民的擔憂外,所有全球大眾所感受到針對奈米科技研究所可能帶來的恐懼感,一定要被負責任地解決,而且一定要強調其公正性。他們的原則是不要去製造一些不好的負面內在因子,因為過去的科技已經發生過許多次了,常常在生產和運送產品和服務,製造財富和就業機會的同時,卻製造出許多污染物,造成環境上的大災難,並且對人體的健康造成危害,因為最後老百姓還是要自己去承擔這些醫療以及一些其它的費用。


奈米材料科技:

奈米粒子塑料複合材料

6/26/2003, 中國廣州市奈米科技信息中心, 奈米塑料是無機奈米粒子(硅酸鹽、碳酸鈣、SiO2TiO2 SiCAl2O3、雲母、絹英粉等)以奈米級尺寸(一般為1100nm)、並均勻分散在塑料母體樹脂中的複合材料, 也被稱為聚合物基奈米複合材料。根據母體樹脂不同可分類為:奈米尼龍、奈米聚烯烴、奈米聚酯、 奈米聚甲醛等,由於奈米粒子尺寸小和彼此間距離非常近,具有獨特的量子尺寸效應、表面效應、 界面效應、體積效應、宏觀顯示隧道效應、小尺寸效應和超塑性,使奈米塑料具有獨特的物理力學性能, 已成為複合材料發展的最前端產品之一。   

世界最早的奈米塑料工業化應用是1991年日本豐田中央研究所和尼龍樹脂廠宇部興產 UBE)公司共同開發的奈米尼龍6做汽車定時器罩,拉開了世界快速發展的序幕,最近幾年發展特別快, 各國都競相投入資金和人力加大開發力度和加快產業化、推廣應用步伐。 與原來母體樹脂相比,奈米塑料改進和提高的性能有以下幾方面, 一是提高力學性能和熱性能,彎曲模量(剛性)提高1.52,提高摩擦和耐磨損性,大幅提高耐熱性, 熱變形溫度上升幾十度,熱膨脹係數下降為原來的一半。二是賦予塑料功能性,使材料具有阻隔性、 阻燃性,改進材料的透明性、顏料著色性、導電性和磁性能等,如使材料對二氧化碳、氧的透過率降為原來 1/21/5,提高材料的阻燃等級,往往稱這種改性材料為功能性奈米塑料。另外,還能提高材料的尺寸穩定性。 奈米塑料的無機奈米粒子加入量小,一般為2%5%,僅為通常無機填料改性時加入量的 1/10左右,因而塑料密度幾乎不變或增加很小,不會因密度增加過大而增加塑料加工廠的成本, 也沒有因填料過多導致其他性能下降的弊病。由於奈米粒子尺寸小,成型加工和回收時幾乎不發生斷裂破損, 具有良好的可回收性,材料能否回收再利用、有利於環境已成為許多工業選材考慮的重要原則之一。 奈米塑料的缺點是與通常無機填料一樣,使塑料的焊接強度有所下降,有些奈米塑料如奈米尼龍的韌性 (衝擊強度)有所下降,但奈米聚烯烴的韌性卻有所提高。 奈米塑料提高和改進塑料許多性能,制備不必用新結構塑料, 利用設備現有和稍加改造便可進行制備,設備投入資金少,這兩點是推動和加快奈米塑料商業化的有利因素。

奈米塑料製法

6/26/2003, 中國廣州市奈米科技信息中心, 奈米塑料製法主要歸納為四大類:插層複合法、原位複合法、分子複合法和超微粒子直接分散法。

 插層複合法是目前制備奈米塑料的主要方法。首先將單體或聚合物插入經插層劑處理後的層狀硅酸鹽 (如蒙脫土,俗稱粘土)之間,進而破壞片層硅酸鹽緊密有序的堆積結構,使其剝離成厚度為1nm左右,長、 寬為30100nm的層狀基本單元,並均勻分散於塑料基體樹脂中,實現塑料高分子與層狀硅酸鹽片層在奈米尺度上的複合。 插層複合法又可分為兩大婁: 1插層聚合法,先將聚合物單體分散、插層進入層狀硅酸鹽片層中, 然後原位聚合,利用聚合時放出大量的熱,克服硅酸鹽片層間的作用力和使其剝離,從而使硅酸鹽片層與塑料基體以奈米尺度複合。 2聚合物插層法,將聚合物熔體或溶液與層狀硅酸鹽混合,利用化學和熱力學作用使層狀硅酸鹽剝離成奈米尺度的片層並均勻地分散於聚合物基體中。 該法的優點是易於實現無機奈米材料能以奈米尺度、均勻的分散在塑料基體樹脂中。 原位複合法包括原位聚合法和原位形成填料法,將奈米粒子溶解於單體溶液再進行聚合反應, 叫原位聚合法,特點是奈米材料分散均勻。原位形成填料法也叫溶膠凝膠法,是近年研究比較活躍和前景看好的方法, 該法一般分兩步,首先將金屬或硅的硅氧基化合物有控制地水解使其生成溶膠,水解後的化合物再與聚合物共縮聚, 形成凝膠;然後對凝膠進行高溫處理,除去溶劑等小分子即可得到奈米塑料。 分子複合成法代表性的產品是液晶聚合物(LCP)系奈米塑料,利用熔融共混或接枝共聚、 嵌段共聚的方法,將LCP均勻地分散於柔性高分子基體中。原位生成奈米級的LCP微纖,其尺寸比一般奈米複合材料更小, 分散程度接近分子水平,因此稱為分子複合法。優點為可大幅提高柔性高分子基體樹脂的拉伸強度、彎曲模量、耐熱性、 阻隔性,效果顯著。 超微粒子直接分散法包括乳溶共混法、溶液共混法、機械共混法、熔融共混法等, 有實際意義的為熔融共混法,其他方法難於達到理想的分散效果,如機械共混法雖然簡單,但很難使易團聚 (或稱自聚集)的無機奈米粒子在塑料基體中以奈米尺寸均勻分散。用捏合機、雙螺桿擠出配混機將塑料與奈米粒子在塑料熔點以上熔融混合的難點和關鍵是要防止奈米粒子團聚, 故一般要對奈米粒子進行表面處理,表面處理劑有相容劑、分散劑、偶聯劑,實際常並用兩種以上表面處理劑。另外, 要優化熔融共混裝置結構參數,達到最佳分散效果,該法工藝簡單,奈米粒子與複合材料制備分步進行,易於控制奈米粒子形態、 尺寸。

奈米材料應用規畫ITIS出版

6/19/2003, 台灣經濟日報, 經濟部技術處ITIS計畫出版的「奈米材料於材料及化工產業的應用規畫」,介紹奈米粉體材料主要產品種類市場與技術發展,並探討奈米材料產品在材料工業、化學工業與新興產業上的應用趨勢。

奈米粉體材料研究調查範圍包括主要的奈米級金屬與金屬氧化物粉體材料、奈米碳素系列材料 (碳球、碳管、碳黑)及磁性材料等,奈米粉體材料產品市場範圍包括: 美國與日本,並預測全世界市場,而產品應用技術發展趨勢的探討則以奈米碳管、奈米碳球、磁性材料與高分子材料應用為主。奈米科技發展日新月異,有關專利、技術、市場與公司產品等資訊的變化極快,為協助研究單位與產業界尋找具台灣優勢產品與技術的切入機會,未來仍須持續觀察、評比、掌握關鍵資訊。 ITIS出版銷售中心電話(02)2576-2008號。

磁性奈米粒子的穩定度獲得一個大提昇

6/19/2003, Nanotech Web, 當磁性奈米粒子的的尺寸逐漸變小時,其間的熱力震盪,thermal fluctuations會使得其磁力的動量產生隨機的擺動。就是因為這個緣故,美國Delaware大學法國Louis Neel實驗室西班牙巴塞隆納ICREA Autonoma大學的科學家們,利用一種抗鐵磁性的矩陣,來使得鐵磁性的奈米鈷粒子的磁性穩定度獲得一個大的提昇。他們相信這種新發現的技術將來可以應用在磁性記憶元件上。

為了要試驗他們的理論,這個研究團隊將4奈米直徑的奈米鈷粒子隱埋於由碳,鋁氧化物和鈷氧化物組成的矩陣中。矩陣中的前兩種物質是順磁性的,而鈷氧化物則是反鐵磁性的。這個團隊首先佈下一層1520奈米厚的矩陣物質,接著再佈下一層奈米鈷粒子,他們重複這種佈法十次。室驗結果顯示出,奈米鈷粒子在一個鋁氧化物或是碳的矩陣中,在溫度大約是10K時,會失卻其其磁性動量。相對之下,當奈米鈷粒子被隱埋再一個反鐵磁性的氧化鈷物質的矩陣中時,在溫度高達約290K時,這些奈米粒子還能夠維持其鐵磁性。這個研究團隊將其研究成果發表於這一期的Nature中。


美國Delaware大學物理天文系教授George C. Hadjipanajis

Cobalt nanoparticles
4奈米直徑鐵磁性的奈米鈷粒子隱埋於一個由氧化鈷組成的反鐵磁性矩陣。


奈米電子奈米電腦及奈米晶片科技:

90奈米製程量產戰 蓄勢待發

6/21/2003, 台灣工商時報, 雖然摩爾定律拉長高階半導體製程量產時間,但包括英特爾、超微、台積電與聯電等半導體大廠,去年以來陸續投入九○奈米製程,除英特爾拔得頭籌外,其餘廠商的九○奈米也將陸續在今明年量產。根據工研院經資中心ITIS計畫統計,英特爾去年八月研發九○奈米製程並量產五十二Mb S RAM。今年下半年新世代「Prescott」桌上型P entium4處理器也將以九○奈米試產,時脈速度自三GHz起跳。英特爾預定將亞歷桑那千德勒( Chandler)廠擴建為第五座十二吋晶圓廠,計畫採用六五奈米製程技術,預期二○○七年進入四五奈米製程、二○○九年進入三二奈米製程。

IBM與美商智霖(Xilinx)二○○二年簽訂可程式化邏輯元件(FPGA)兩年一億美元的訂單,並共同開發九○奈米製程,預定明年三月底或四月小量出貨,明年下半年大量出貨。IBM也與新加坡特許半導體合作開發九○奈米、六五奈米十二吋晶圓技術。超微與聯電合作案生變之後,明年將導入九 ○奈米AthensSan Diego處理器核心,以取代現有SledgehammerClawhammer 核心。超微今年二月開始也與IBM在六五奈米製程上合作。台灣方面,台積電於九○奈米上與飛利浦、意法半導體、摩托羅拉、巨積及NEC合作,今年第三季可望量產九○奈米、並於明年大量生產。根據IT IS表示,台積電六五奈米製程最快明年第四季投產,以此為基礎的SoC (系統單晶片 )平台預定二○○五年下半投產。台積電也與美商ATMOS合作,以九○奈米製程技術開發嵌入式 DRAM,以單電晶體/單電容器DRAM技術製造AT MOS SOC-RAM嵌入式記憶體測試晶片。聯電今年三月宣佈九○奈米量產成功,預計於第三季正式投產。聯電與Infineon、意法半導體在十二吋晶圓聯合開發九○奈米製程,預計利用此技術將在明年推出邏輯(Logic)、混合(Mixed Mode)、嵌入式DRAMe-DRAM),與嵌入式SRAMe-SRAM)等四項製程。大陸中芯去年底購置荷蘭微影設備供應商ASML的一九三奈米高階掃瞄機,並與比利時微電子科技研發中心(IMEC)簽訂合作,計畫將○•一三微米製程技術轉移給中芯。中芯今年初計畫著手研發九○奈米製程,企圖成為中國重要晶圓代工廠。

生物科技將會推動奈米電子

6/24/2003, News Factor Network, 將奈米銀粒子和DNA結合在一起,科學家就可以製造出奈米線,這乃是要歸功於DNA具有特定互補排序的結合能力,科學家可以利用此一能力來製造出像電路一般的式樣。資訊產品要越來越快,其間的電子電路最後一定要縮小到奈米的尺度。然而要製造出那麼小的線路和開關,實非易事。生物中的分子因為其具有自我組裝的能力,因此將會是一個極具潛力的工具。最近在美國芝加哥大學的研究中,科學家已經可以將蛋白質加工,使其可以生產出直徑僅有80奈米的奈米金線的線軸。這些科學家使用酵母菌中的蛋白粒,這種蛋白粒和造成瘋牛症的蛋白粒相似,只是沒有感染傷害性。在某種特殊條件下,這些蛋白粒會自然地形成一些高度穩定的微細纖維。科學家就用基因改造的方法將這些微細纖維加工,使其可以和特殊準備的奈米金粒子緊密結合,所產生出來的就是一些具有奈米金小球的微細纖維。科學家接著加入一些銀粒子,然後在加入更多的金粒子,來填滿纖維中介於奈米金小球間的空隙,因此就可以生產出具導電性的奈米線。這種奈米線可以用來製造電腦中和生物感應器中的奈米尺度的線路,其應用範圍可說是無限的廣泛。這個研究成果已經在今年的春天發表於Proceedings of the National Academy of Science

廢棄的蘋果電腦硬碟變成新的原子鏡

6/23/2003, News Factor, 美國加州理工學院量子光學的科學家Benjamin Lev說,未來利用原子鏡和電場的結合,來製造出量子的邏輯閘門,這就可以用來建購出量子電腦,其前景將會是非常令人興奮。加州理工學院的科學家利用了一個1990年中所廢棄的一台蘋果電腦的硬碟機,已經製造出一台反射鏡,可以用來反射原子,而不是光。這一台原子反射鏡最終將使得科學家可以製造出原子雷射。這種原子雷射將會導入一種新的通訊科技,此科技將是架構於原子,而非一般傳統的光子,而其信號將會是原子的,而非是電子的。

台積電公開65奈米計畫力保晶圓代工的領先地位

6/17/2003, EE Times, Taiwan, 面對激烈競爭和少數客戶的流失,曾開創晶圓代工產業模式的台積電(TSMC)公司已變得更加進取,以維護技術領先者的形象。不久前,該公司首次詳細公佈了其針對下一代設計65奈米製程技術。台積電也因此成為又一家同時在90奈米和65奈米階段擁有應變矽(strained-silicon)IC製造技術的晶片製造商。 在設計方面,台積電表示已經加強它的IP(知識產權)計畫,而且開發出一種使用不同臨界值電壓電晶體的設計方法。這種方法已提供給TSMC最新的90奈米製程技術的客戶使用。

台積電邏輯技術部高級總監Jack Sun表示,該公司制定了一項計畫,目的是要跟上或超越由‘國際半導體技術藍圖’(ITRS)所定義的兩年製程技術發展指南,而上述舉動只是這項計畫的一部份。 市場研究公司IC Insights的總裁Bill McClean指出,這家自80年代後期以來一直居於世界領先地位的代工廠現在發現它在製程技術的競賽中需要奮起直追。“從技術角度看,IBM現在是90奈米製程的領先者,”McClean說,“英特爾的排名與IBM接近或者並列。” 在代工廠商中,McClean把台聯電(UMC)排在第三位,即IBM和台積電的後面。“我不認為台積電比IBM落後很遠,”他表示。全球最大的整合元件製造商(IDM)英特爾並不提供代工服務。但是IBM微電子公司被一些分析師稱為‘代工IDM’,因為它既製造商業晶片,也提供代工服務。


奈米管, 奈米鬚, 奈米纖維和奈米球的進展:

科學家開發出新的奈米線和奈米管培養技術使奈米科技商業化加速

6/24/2003, Nano Apex, 美國加周柏克萊大學的研究工程師已經研發出一種創新的方法, 能夠在一個室溫下的反應箱中,直接在微米結構物上培養出矽晶的奈米線和奈米碳管。這種技術將為一大系列以奈米為架構的元件,打開其既便宜又快速的商業化大門。這群科學家已經能夠將要培養奈米線和奈米碳管時所需要的極度高溫,很精確地侷限在一個範圍,而那些極度敏感的微機電部分則可以維持在室溫的狀況下,因而受到保護,雖然其間的距離僅是相隔幾個微米而已,幾乎僅有人體毛髮得十分之一的間隔。

這種新的科技,將在Journal of Applied Physics Letters 6/24/2003的線上版中有詳細的敘述。這將讓含有奈米管和奈米線的微機電感應器的製造過程中,可以免去一些很麻煩的中間過度步驟。這種科技的一張說明影像也將成為Journal of Applied Physics Letters 6/30/2003的印刷版中的封面。這種科技製造出來的感應元件將會讓疾病的早期偵測變成可能,因為它可以針對單一病毒的存在而發出訊號,它也可以做成超高敏感度的生化感應器,有毒物質僅要有幾個分子就可以被它偵測到。

此研究的柏克萊大學新聞發布稿可以在http://www.berkeley.edu/news/media/releases/2003/06/23_nanotech.shtml連結。


照片影像中所看到的就是成長在一個微行結構物側邊的奈米碳管。在其成長的過程中,奈米碳管會朝向一個局部的電場方向成長,圖中所標示的”E” 就是其局部電場。
CREDIT: Courtesy Ron Wilson and Dane Christensen

照片影像中所看到的就是矽晶奈米線的一張傾斜的接近面貌。這些奈米線都居中成長在一個100微米長的微型結構物中間的35微米上。
CREDIT: Bob Prohaska and Ongi Englander

世界首座「奈米碳纖維橋」問世

6/23/2003, 中國廣州市奈米科技信息中心, 美國Dayton大學(UD)高級材料與加工工程學(SAMPE)的一個Chapter學生小組最近築就了一座他們認為世界首例基於奈米碳纖維的「橋樑」,還美其名曰「世界首座奈米碳纖維橋」。513日,第六屆一年一度的SAMPE高強輕質複合材料橋樑建築大賽在美國加利福尼亞州長灘舉行,「奈米碳纖維橋」正是其中一個參賽作品。這組來自Dayton大學SAMPE系的參賽者展示了他們的橋樑設計圖樣,此「橋」將構思新穎的「三明治」結構與辮狀織構複合材料和奈米碳纖維融為一體。這項奈米碳纖維橋體設計在此次大賽中獲得兩項大獎:分別是「辮型橋樑,配合材料」環節獲得第二名,和學生「壁報答辯」中排行第二。此模型橋能夠承載2136磅的重量,但其淨重卻不過是0.965磅,也就是說它的裝載效率(Efficiency Load)為2214:1。在同等測試設備和參數下,此值與以前在Dayton大學試驗的不含奈米碳纖維的模型橋相比提高了55%。此橋之所以得到了進一步的改良是因為橋體所用樹脂的模量在加了奈米碳纖維之後得到提高,以前那次測試結果就顯示,當其中奈米碳纖維質量百分含量達到樹脂量的4%時,材料整體模量可提高2.5倍。眾所周知,樹脂的模量對樹脂基複合材料的壓縮強度和層間剪切強度等物理-機械性能的影響是很大的。

Dayton大學「奈米纖維橋」項目的展開有以下幾個目的:首先是想證明目前時興的價格合理的奈米碳纖維好處多多,功能多樣,切實可用;然後是想向世人宣佈Dayton地區在奈米材料技術研發和商業化方面遙遙領先;再次,他們想吸引Dayton地區的一些科研機構和Dayton大學一起合作研發奈米材料;最後,他們還想為Dayton大學生和研究生提供有重大意義、多學科交叉的工程項目。他們設計和製造了這座結實牢固、高強質輕而且熱電傳導性能良好的橋樑模型,從而實現了他們的目標。當然,從技術角度來說,他們的主要目標還是想證明,在樹脂基體中只要加入質量百分含量4%的奈米碳纖維之後,複合材料的整體機械性能就可以得到提高。本參賽項目的資助單位中,除了Dayton大學研究所之外,還有國家複合材料中心、應用科學有限公司和A&P技術有限公司等幾家本土公司。在本屆SAMPE研討會中,學校派出由六個工程系學生組成的代表隊參加了「橋樑建築」比賽。這次SAMPE高級輕質複合材料橋建比賽已經是第六屆了,在SAMPE國際會議和展覽會(ISSE)期間,Howard Kliger博士和來自新澤西的Edison組織並主持了這次比賽。自從首屆以來,SAMPE高級輕質複合材料橋建賽的名聲越來越響,參與的人也越來越多,它旨在建築一座將比彎曲強度(彎曲強度/橋重)最大化而且將體重輕量化的模型橋,比賽要求橋長24英吋、「橋面」寬4英吋。從歷界比賽看來,築橋所用材料選材廣泛,但其中奈米碳纖維材料使用得最多。一般地說,大獎是授予那些將比強度最大化的橋體設計者的,但是,通常也會有另外一些用來表彰其它指標的獎項。

奈米碳管的分離

6/27/2003, Nanotech Web, 當單弊的奈米碳管被製造出來的時候,其中所含的是一種有金屬性和半導體性的奈米碳管的混合物。現在一個由Karlsruhe大學FZK研究中心的科學家Manfred Kappes所領導的研究團隊,利用電泳技術 (electrophoresis),已經開發出一種技術,可以用來將金屬性的奈米碳管從此奈米碳管的混合物中分離出來。像這種具有分離奈米碳管能力的技術,對未來要實現利用奈米碳管來製造電子元件的美夢,是一種不可或缺的科技。參考文獻: R Krupke et al. 2003 Sciencexpress 1086534


 Sciencexpress論文的兩個作者。
(
左邊站立者是 Ralph Krupke, 右邊站立者是 Frank Hennrich)
Photo credit: R Krupke 2003.

氧化錫奈米線的氣體分子感應器

6/26/2003, Nanotech Web, 美國加州大學聖巴巴拉分校的一群科學家液晶製造出一種二氧化錫的奈米線氣體分子感應器,此種感應器可以用來感應一些氣體,例如氧氣和一氧化碳。這種感應器最終可以被設計成含有好幾千調奈米線組成的方陣,每一個單元可以用來針對一種特定氣體產生反應。製造這種感應器最大的挑戰之一就是高度微晶粒錫奈米線的合成,以及這些錫奈米線前驅物,如何被轉變成二氧化錫奈米線,而沒有改變奈米線整體的外型。這是第一次有人達成奈米線氧化的工作,但是這還不夠,最重要的是要能在奈米尺度下來完成所要執行的化學反應,而能夠沒有改變其乃米線的形狀。此篇論文是發表在此期的Advanced Material

Nanowire team
由左至右: Dae Hong Jeong, Johnny Zhang,
Andrei Kolmakov, Martin Moskovits, Yigal Lilach
Justin Cheng.


奈米醫學和奈米生物科技:

系統生物學將會引導資訊產業和醫藥產業的進展

6/23/2003, Info World, IDG News Service, 系統生物學乃是在研究複雜生物流程,而來創造出一些可預測的模擬模式的科學領域,此科學將不僅可以引領藥物和醫療上的進展,也將可以促進電腦科技的進步。研究整個生物系統的運作方式,而且模擬一個細胞上或是基因上的轉變,會如何影響到一個生物的整體,在未來的十年中,將會導致生物科技和資訊科技間的一個大融合。系統生物學將可以幫助電腦科學家,理解如何在一個複雜的軟體系統中進行改變,例如在一個操作系統軟體中變化程式,而不在一味地增加程式。系統生物學將會給資訊產業一個新的革命性的遠見。確切地去理解生物中基因攝控網絡的進化,將會對一個在處理巨大程式的浩繁電算問題的人,提供一些嶄新的策略,使他們可以很有效率地重種其軟體的架構,而不必去疊床架屋地增加軟體程式。

全球奈米投入奈米銀抗菌研究

6/20/2003, 台灣經濟日報, SARS疫情加速抗菌材料的研發步伐,應用奈米技術研發貴重金屬奈米化的全球奈米科技公司(GNT),在「奈米銀」的抗菌研究工作上已獲致相當程度的進展,對未來的疫情降溫也應有實質助益。該公司執行長唐上文表示,根據國際間多年研究分析奈米銀(Nano Silver)的成果顯示,顯示銀的奈米級細微顆粒以及奈米銀所釋放的銀離子水溶液,都具有顯著的殺菌效果,該公司所屬的GNT實驗室也發現,奈米銀在多倍稀釋的情況下,對於原生種大腸桿菌、抗藥性大腸桿菌、出血性大腸桿菌、沙門氏桿菌及綠膿桿菌等,均有99.99 %的抑制功效,因此GNT實驗室目前已積極規劃將製備的奈米銀粒子,針對不同的致病菌以及病毒進行毒殺力測試,未來如何運用奈米銀抑制SARS病毒,將是醫藥界研究的重點課題。GNT實驗室主任研究員吳雨珊博士表示,就銀離子殺菌機制而言,由於銀離子在很低的濃度下就能破壞細菌細胞膜或強烈吸引細菌體中B蛋白的硫氫基,並迅速結合,降低細菌原生物的酵素活性,產生抗菌作用,同時藉由緩釋銀離子,發揮持久的抗菌效果。在奈米銀的產品開發應用方面,目前已有抗菌防臭纖維、抗菌無紡布、抗菌銀布、KANEBO合纖、長效抗菌管等。全球奈米科技公司目前已將奈米銀列入長期開發重點,未來對台灣奈米加工技術與應用發展,將有實質助益。

奈米銀紡織品解決襪子的臭味問題

6/25/2003, British Daily Telegraph, 因著奈米科技的新發展,臭襪子的問題可能將成為過去的回憶。最近南韓的科學家已經發展出一種新的方法,將奈米銀粒子固定入聚合化纖裡面,而此種奈米銀纖維可以被織成紡織品,因而此紡織品可以有極佳的抗菌作用。因為銀已經被證明可以殺死650種會致病的微生物,而其本身又是一種很安全的抗菌劑,因此使得這種複合的纖維可以用來當作對抗臭腳的犀利武器.。他們所用的奈米銀粒子的粒徑大約是30奈米,而他們發現在其研發的纖維中就算僅有極少量的奈米銀粒子,就可以又很好的抗菌效果,之外纖維的物理性質也不會受到影響。

奈米矯正測度數精準到個位數

6/19/2003, 台灣民生報, 奈米科技當紅,連近視手術也趕上熱潮。台灣醫界最近引進新儀器,號稱可以奈米計算削切角膜的厚度,較現有近視手術精確度提升25倍,術後視力品質也可望更好。

大學眼科診所總院長林丕榮指出,過去數百年來,受限於科技,近視度數的測量,或是戴眼鏡、雷射手術矯正等治療,都只能以25度、相當於2.5微米為單位,因此我們所知的近視度數有350度、525度的,但從未聽聞352度、526度。他表示,日本一種最新近視檢測系統,可以將測量度數提升到個位數,1度近視相當於100奈米的角膜削切厚度,不必再以25度為單位起跳。這套系統同時結合了「角膜地圖儀」、「波前像差儀」,可測量出人類角膜的非球面特性,使矯正手術更精確。林丕榮比喻,目前的近視手術好比購買LMS等不同尺寸的衣服,而新的奈米近視手術,則像是依照個人的袖長、胸寬、領圍、腰身,量身訂做出最適合的角膜,提升術後的視力品質。此外,現有雷射近視手術,多採球面式削切,所以容易有夜間眩光、週邊影像變形等副作用;而奈米雷射近視手術依照角膜的非球面特性來削切,也可減少這類副作用。不過,林丕榮強調,這種新技術目前只在日本有過2百多人的近視矯正經驗,相較於現有雷射近視手術如LASIKPRK,全球累計數十萬例,臨床經驗仍少,長期效果有待觀察。而奈米手術兩眼約68萬元,也比現有手術5萬元左右昂貴。

展望生物科技的發展趨勢

6/18/2003, 台灣中國時報, 鄧資新(中興大學農藝系助理教授, 科技文明一日千里,回顧歷史,從工業革命、電腦資訊主宰的產業科技到明日之星生物科技,帶來創造發明的無數驚嘆,同時也使得人們的生活方式變得富足、便利,以及對生態環境由製造浩劫到更為深層的關注與人文省思。未來的世紀將是充滿許多機遇與挑戰,而生物科技也將在此過程中扮演舉足輕重的角色!隨著許多重要的模式生物,如酵母菌、阿拉伯芥、水稻、線蟲、果蠅以至人類的完整基因序列即將相繼解碼,生物學的發展已進入所謂的後基因體時代(Postgenomic era),同時伴隨更為精密而快速的分析儀器如微陣列(microarray)之研發問世,對生命科學的探索又是一大躍進,生命之書似已悄然付梓,只待詮釋的樂章響起!

鄧資新助理教授,作為時間生物學(Chronobiology)及中草藥研究者之觀察與了解,已有學者利用先進的設備與已累積的龐大生物資訊來窺探與細胞週期、生長分化、荷爾蒙的分泌,以至於睡眠的基本調控機制生物時鐘(Biological clock ),並深入歸納探索參與其中的核心組成:時鐘基因家族(Family of clock genesNature 409:829-831, 2001)。而最近的研究報告又有重要的突破發現:一種名為period 2per 2的時鐘基因在老鼠的研究模式中,已被證實能發揮抑制腫瘤產生的效果(Cell 111:41-50,2 002)。

拜醫療科技進步之賜,全球的人口仍不斷持續成長,而其結構已有逐步老年化的趨勢,因衰老而衍生的慢性與退化性疾病將益形凸顯,然而已發展到極致的西藥對此類疾病往往仍束手無策,中草藥科技的蓬勃發展與重要性,因而再度從探尋過去寶貴的承傳經驗,到因應未來人口結構性所可能產生的問題,以及在科技現代化、科學化下讓中草藥之療效賦予新的意涵。例如,利用生物晶片與相關技術,能了解特定中草藥成分可否活化或促進某些基因及其產物的表現,發揮其功效。加上世界貿易組織成立之後,所牽動經貿全球化與農業必須轉型而顯現無遺!因此,如能配合現代科技,妥善開發利用中草藥或保健植物金線連、紅豆杉、靈芝、紅麴及聖約翰草等,對本世紀世界三大主要疾病──癌症、心血管疾病與憂鬱症,可望提供更為有效且副作用低的預防與治療選擇。

展望未來的生物科技,應將是跨越各個科技學門及不同的領域,從宏觀生態保育與關懷環境的視野到微觀的整合,如結合奈米技術(nanotechnology)的全方位應用與發展,從生物材料之結構及其成分特性的改變,至奈米尺度上的精密量測、操控與藥物輸送等等,這些技術的發展都將起著微妙而具劃時代的意義與鉅大影響。

「奈米外科醫生」之旅

6/16/2003, 中國廣州市奈米科技信息中心, 你聽說過這樣的故事嗎?有一種比人體細胞還微小的外觀像船艦的東西,它不僅能穿梭於病人的血液之中,還能發現和鎖定病變細胞,透過其細胞膜進入細胞內,釋放出一定劑量的藥物實施治療。儘管這樣的場景更像是從好萊塢科幻大片中剪輯出來的,但事實上這是一項正在進行的科學研究,主人翁被稱之為奈米外科醫生。美國航空航天局的科研人員正著手試制這樣的奈米外科醫生—一種非常微小的膠囊。一旦奈米膠囊試製成功,人類不僅可以用它來治病,還可能在它們輔助下實現另一個長久以來的夢想:登陸火星,移居太空。科學家發現,進行月球或火星探索的宇航員由於飛離地球後失去了巨大磁場的保護,因而非常容易受到高輻射的威脅。儘管他們乘坐的太空飛船上配備了高精密度的防輻射屏蔽設施,但仍不足以將宇航員與外太空的高能輻射完全隔開。太空中的光子粒會像子彈一樣進入宇航員體內,殺傷細胞的DNA。一旦 DNA遭到破壞,整個細胞將無法穩定地運作,非常容易導致癌變。由此可見,要實現人類移居外太空的夢想,如何克服並消除高能輻射對人體造成的損傷是首當其衝的難題。現在看來,僅憑屏蔽隔離無法從根本上解決這個問題,科學家們轉而研究如何才能使宇航員具有抵抗輻射的能力。為此,宇航局的科學家組織了該項科研,集中解決與癌症相關的外太空高輻射的問題。

奈米膠囊是一種絕佳的方案。每個奈米膠囊都僅有幾百奈米長(1奈米=10的負9次方米),看上去比細胞還小,但它在治療癌症方面可以大展拳腳。一般的化療在殺死癌細胞的同時會摧毀很多健康細胞,而奈米膠囊則可以直接針對癌細胞,深入其內部,或修復遭到部分損傷的細胞,或除掉無法復原的病變細胞。一旦進入,奈米膠囊就能利用體內受損害細胞發出的信號搜尋遭受輻射傷害的「病患」。科學家發現如果某個細胞被輻射所傷,它自身就會生成一種稱之為CD-95的蛋白質附著在細胞膜上,以此向「鄰居們」發佈受傷的信息。科學家們利用細胞這一特點,通過在奈米膠囊的外層塗上與CD-95相親的化學分子,使其具備了鎖定被輻射損傷的細胞的能力。一旦鎖定受傷的細胞,奈米外科醫生針對細胞不同的「病情」會開出特定的「處方」。如果細胞的損傷程度非常嚴重,奈米膠囊會在滲入細胞膜後釋放出一種蛋白質,啟動該細胞的自我摧毀程序使細胞自行死亡。而如果細胞有望復原,奈米膠囊則會釋放另一種具有DNA修復功能的蛋白質,對病變的細胞進行修補,使其恢復正常。

除此之外,科學家給奈米膠囊植入熒光裝置,他們希望借助熒光在相應階段的顏色轉換對奈米膠囊進行追蹤。一旦這種借助熒光標記對體內的奈米膠囊進行監測的方法可行,宇航員們就能在特製裝置的幫助下隨時對自身受輻射損傷的嚴重程度進行評估,這也將有助於宇航員在外太空作業過程中實現自我保健的完善。換言之,他們可以在需要治療時,給自己實行皮下注射,之後則可以放心地把損傷細胞的修復工作移交給奈米外科醫生去完成。從研究現狀來看,奈米膠囊的試制技術還需要若干年去進行完善。目前,科學家們在對其構成要素如DNA修復蛋白質、奈米粒子、熒光標記等單個領域的研究中已取得了不少成果,我們有理由相信「奈米外科醫生」的出現已不再是異想天開的事。隨著該項目一些技術難點的突破,一旦各構成要素能協同運作,實現穩定的療效,奈米膠囊終將成為醫學診斷及藥物治療領域的新寵。

塗裝和方陣技術可讓醫藥適得其所

image

6/27/2003, Small Times, 微小化科技現在正在協助醫藥中的分子,例如蛋白質,peptides,基因和疫苗,可以很精確,快速,可控制地到達其預定中的適當地點。而其中所有包括的各種機制,如植入物,粒子和補塊等的種類,也和其所要輸送藥物的種類一樣地變化多端。加拿大Montrea lMcGill大學的科學家最近已經從兩種聚合物的分子中,一種是拒水性的,另一種是親水性的,創造出一種奈米藥丸,nanopill”,他們會自我組裝成一個球體,稱為micelle。在實驗室的試驗中,這種20—45奈米的結構體小到可以穿透動物細胞的細胞膜,然後將其中所載運的藥物運送到細胞中特別選定的結構物中。這種能夠將藥物運送到目標細胞裡面特定地點的能力,將可以增進癌症的治療效率,而且可以降低其副作用。此技術對未來的DNA治療上,將可以提供一個非常具潛力的工具。

左圖就是一家以色列的公司,NanoPass科技公司,利用微機電科技的生產方法所製造出來的奈米方陣,其每一個方陣至少可以容納600個微型金字塔。

美國加州洛杉磯大學的物理學家創造出單一分子的奈米感應器

6/24/2003, Small Times, Ascribe Newswire, 美國加州洛杉磯大學的物理學家,使用小於20奈米長的一個單一分子,首度製造出一個奈米尺度的感應器。這個研究團隊將其研發成果發表於6/24/2003期的Proceedings of the National Academy of Science。這種奈米分子感應器可以用來進行基因疾病上的早期診斷,同時也還有許多醫學上,生物科技上,以及其他科技領域上的應用可能性。而其中最具潛力的應用就在於新藥開發過程上的應用,尤其是當能夠很快速地來量度細胞對實驗中藥物的基因呈現反應非常重要時。

美國的US GLOBAL公司推出新的奈米過濾器

6/25/2003, Small Times, 美國的US GLOBAL公司最近推出一個新的奈米架構的過濾器產品線,這產品系統可以用來保護預防生物性和化學性的感染物。這種奈米架構的過濾器,可以用在飛機的環境控制系統和醫院的或是其他建築物的空調系統中,來捕捉類似SARS的濾過性病毒以及空氣傳染的病菌,例如碳疽病毒等。另外有一家類似的公司,為美國太空總署開發出一種應用於太空飛行中的產品,其目的就是要用來以較低的能量消耗以及較低的操作成本,來捕捉次微米的粒子。

利用DNA的奈米結構來製造條碼

6/24/2003, Nanotech Web, 美國杜克大學的科學家已經可以利用DNA在一條DNA鷹架上的自我組裝的能力,來製造出一個和有數位訊息的條碼式樣。這種技術未來將可以應用在分子電子學和DNA電腦科技上來製造其元件。杜克大學的科學家John Reif說,這是第一次有人以一種可以程式的方法,來用由下而上的技術將分子尺度的東西打樣出來。所謂可以程式的意思乃是指我們所看到的這些條碼的式樣,完全是由一條合成出來的鷹架DNA上的訊息所決定的。他們另外有讓DNA在一條鷹架DNA上自我組裝出一條含有20個條碼訊息的式樣。他們將其研究成果發表於這一期的Proceedings of the National Academy of Sciences

左圖乃是美國杜克大學電腦科學系的John H. Reif教授。其個人網站是: http://www.cs.duke.edu/~reif/

Barcode AFM
原子力顯微術下的DNA條碼網格的影像。這個影像的大小是380平方奈米。

Schematic barcode
DNA條碼網格的設計示意圖。


奈米新技術, 新發現和產品:

直接數位量測將是下一世代感應器的主流

6/24/2003, Nano Apex, 直接數位量測 (Direct Digital Measurement, DDM), 將會是下一個世代各種感應器的主流,因為它的量測精確度可以到達分子的尺度。這種新的數位量測器稱為NexenseNexense可以產出高達190DB的信號對雜訊比 (signal-to-noise ratio),而且此儀器中沒有任何的機件和動件,其解析度甚至可以優於1奈米。由於Nexense儀器是完全的數位化,所以其所有的應用就不在被傳統的半導體科技所可以加以侷限。直接數位量測 DDM,將會是下一代設計量度元件和量度系統的新的架構,將來此儀器將為未來的應用啟動許多新的創意。讀者可以到Nexense的網站去做更深的了解,其網站連結為http://www.nexense.com/

當生命有緊急狀況時電池最好正常

6/26/2003, Small Times, 當美國Advanced Bionics公司的總裁和共創人Alfred Mann1990年代的末期,開發一種可以注射入人體的神經肌肉激發器時,他曾費盡心思要尋找一家電池製造公司,可以製造出一個微小的鋰電池來驅動他的機器。這種電池必須要能夠有10年的壽命,能夠充電好幾千次,能夠耐長期的停用而不會漏電,而且能夠被安全地隱藏式地封裝起來,更重要的是其體積要小於一顆米的大小。

因為長期以來他都找不到這樣的電池工廠來接這個工作,所以Alfred Mann就創設另外一家公司,Quallion LLC來接下這個任務。其所努力所產生出來的元件,Bion神經激發器,在歐洲已經開始進入臨床的試驗,用來治療泌尿的失序,他們不久也要在美國開始臨床試驗。Quallion公司有幾個合作夥伴,其中包括美國伊利諾州的Argonne國家實驗室和威斯康辛大學的Organosilicon研究中心Advanced Bionics公司的元件光是電池一個就要400美元,上面有一個特殊的墊片,可以附著在一個帶子上,或是置放在一張椅子或是床上,然後透過人體來進行充電。這種神經激發器有許多潛在的應用,其中包括治療慢性疼痛,癲癇症,睡眠呼吸困難症,以及幫助中風病人恢復四肢的控制等等。

image
Photo courtesy of Advanced Bionics

Bion神經激發器在歐洲已經開始進入臨床的試驗,
其中使用了一個 Quallion電池.

image
為了讓讀者有一個實質的概念,照片中所示的就是一個Quallion電池和一個美國一分銅板的對比。

 

NANOSOLAR奈米太陽能公司獲得創投六百五十萬美元的挹注

6/19/2003, Small Times, 美國加州的NANOSOLAR奈米太陽能公司是一家奈米太陽能電池的開發公司,最近宣佈其獲得創投六百五十萬美元的挹注,其中有五百萬美元是其第一輪的資產資金投入,另外一百五十萬美元是融資貸款的投入。此次資金的挹注是由美國Venture PartnersBenchmark Captial兩家創投所加入。另外根據其新聞發布消息,史丹佛大學和一位不知名人士也有投入。而其融資貸款是從美國Western Technology Investment取得。

NANOSOLAR奈米太陽能公司是於200110月成立的。此公司是使用一種會自我組裝的奈米結構物和有基的光伏特科技,來製造新一代的奈米太陽能電池。此科技是由美國Sandia國家實驗室所研發出來的,而將特許賣給NANOSOLAR

ALTAIR公司和 HYDROGEN SOLAR公司合組一家新的公司

6/13/2003, Small Times, 美國內華達州的Altair奈米科技公司,將要和英國的Hydrogen Solar Production公司合組一家新的公司,要來研發並且商業生產一種以奈米材料為架構的太陽能氫氣發電機。這兩家公司將各擁有新公司一半的股權,Hydrogen Solar Production公司將同時擁有Tandem Cell技術的獨家授權。Tandem Cell技術是由瑞士聯邦科技學院所發明出來的。

Tandem Cell技術是直接利用太陽能來生產生出氫氣,這兩家公司認為這種技術是目前最有效率而且最經濟的氫氣產生技術。ALTAIR公司和 HYDROGEN SOLAR公司將聯手利用奈米微晶化合物,以及期開發出來的特殊沉積在Tandem Cell活性表面的技術,要來進一步地提昇此氫氣產生的技術。


Tandem Cell的基本原理。
 
一個Tandem Cell發電系統的簡單解說圖。

 一組Tandem Cell系統組合的放大解說圖。

 

電化學機器雕刻出奈米結構體

6/20/2003, Nanotech Web, 美國維吉尼亞大學德國的Fritz Harber研究中心的科學家們,已經可以利用單步驟的電化學機器,來雕刻製造出複雜的鎳奈米結構體。他們利用了超級短的電壓脈衝,讓他們可以製造出寬度僅有90奈米的結構體。維吉尼亞大學的Andy Trimmer說,目前幾乎沒有任何的方法,在一個單一的機械步驟中,可以鑄造出具有複雜3D結構的奈米尺度結構元件。基本上,任何材料只要是具有電化學的活性,就有可能來接受這種電化學機器技術。

Andy Trimmer和其研究同僚使用鎢金屬的工具,來在鎳金屬的基板上創造出各式各樣的圖樣。他們將鎢金屬的工具定位在非常接近鎳金屬基板的表面,將之浸沒在一個鹽酸電解質的溶液中,然後在兩種金屬之間施加一個電壓。這所產生的電流,以及在基板上產生的陽極反應,使得基板上的部分區域可以被機械移除。同時他們使用一種超短的電壓脈衝,大約是2個奈秒,來大大地提昇此種技術的解析度。他們用過兩種工具,一種是代表維吉尼亞大學校園裡的圓形建築物,Rotunda,另一種則是一個2 x 2立體方塊的方陣。他們是應用聚焦的電子束研磨方法來製造出這些工具。裡用這種電化學機械法來製造出400奈米深的Rotunda圖樣,其所耗的時間約是145秒。這個研究團隊將其研發成果發表於這一期的Applied Physics Letters

Rotunda pattern
 利用超級短的電壓脈衝電化學機械法所鑄造出來的複雜3D結構的奈米尺度結構元件。
這個結構體乃是代表遮維吉尼亞大學校園裡的圓形建築物,Rotunda


君一讀項目:

英國王子召集科學家對「Grey Goo」展開調研

6/5/2003, British Daily Telegraph,  威爾斯王子擔心微機器人裝備的軍隊可能有一天會將我們所在的行星地面變成一個不適合人類居住的廢墟,這件事促使了國內頂級科學家和工程師展開一項調查。剛剛還被反基因改造食品搞得焦頭爛額的查爾斯王子,最近又將矛頭轉向奈米技術——一項能夠在十億分之一米(即「奈米」)尺度下操縱物質的技術。由於有環境學家聲稱,可能有一天,一大幫游手好閒的奈米機器會越變越小,並最終發展成為「Grey Goo」(譯者按:「能自行複製的奈米機器」),查爾斯王子對此表示重視,他已經下令皇家學會幫他評估到底這種情況發生的可能性有多大。

昨天,在切爾滕納姆科學節上,皇家學會主席、前任政府首席科學家May 閣下宣佈,皇家學會和皇家工程院將對時興的奈米技術開展調研。但是,May 閣下強調:「奈米科技本身沒有什麼邪惡可言,它僅僅意味著在十億分之一米的尺寸規模下對物質進行研究。」他還說,查爾斯王子對這點應該很清楚,各種資料所提出的、尤其是邁克爾·克萊頓編寫的那本著名小說《掠食》裡所描述的「grey goo」現象好比複製出恐龍,它發生的可能性甚至更小。May閣下說:「就好像邁克爾·克萊頓的另一部富有奇特想像的小說裡描述的「侏羅紀公園」不可能出現一樣,能夠自行複製的奈米機器人毀滅一切的惡夢般的景象同樣不可能發生。」由於May閣下害怕再次發生像討論改造基因食品時那般白熱化的爭論,所以,儘管他知道很多所謂的奈米危機純粹是「子虛烏有的、臆測的」,他還是決定發起這項調查。

奈米技術給人類帶來的諸如高端材料和防曬用的遮光劑等的好處是顯然易見的,「但是也許還有很多事情我們必須考慮」。查爾斯王子的擔心似乎多少受到了《The Big Down》一文的啟發,本文於今年年初由一個叫ETC的加拿大本土的院外活動集團刊載,它對奈米技術是否存在潛在的邪惡這一主題展開論證。這份報導對技術發展所帶來的奢侈的財富和極端的貧窮進行大肆批評。但是,May閣下不以為然,他說,無論在發達國家還是發展中國家,科學與技術的進步都使人們的生活水平得到了進一步的改善。他接著舉了例子,人類的壽命已經從50年以前的全球人均壽命46歲增加到今天的64歲;世界糧食產量在過去的35年裡在僅僅增加10%的耕地面積的情況下翻了一番。皇家天文學家Martin Rees爵士昨晚在節日會上也作了講話,其主題就是他的新書《Our Final Century》所估計的目前人類所受到的威脅程度。與目前的來自核武器的實實在在的威脅相比,Martin爵士說道,「Grey Goo」現象可能會在50年後受世人關注,但是目前它遠只是科幻虛構而已。本周星期六,在科學節上,《每日電訊報》將主辦一個以奈米技術為主題的討論會。

支持奈米機器人的聲浪縮小了

6/17/2003, Wired News, 這本來應該是奈米科技的教父,K. Eric Drexler如日中天的時刻,但是現在他的同僚們卻是以一種如頂樓中瘋狂的叔叔的態度對待他。由K. Eric Drexler所啟動的整個奈米科技,現在已經成為一個影響層面極廣極深的科技,其在醫學上,消費性產品上以及純粹科學的研究上已經激發出許多新的發現和發明,每年的經費也都是有好幾億美元。但是現在許多專攻奈米科技研究的專家都認為K. Eric Drexler的理想,也就是分子尺度的機器人,乃是純屬科幻,而不是一個科學的事實。還有一些專家認為如果K. Eric Drexler萬一成真的話,整個世界將會有一個大災難。免於冒大風險的重要性是優先超過於學術界的自由誇張的權利的。目前全世界的商業界,政府單位和各大學都在耗費巨大的金錢於奈米科技的研究和開發,然而幾乎很少錢是投注於類似K. Eric Drexler奈米機器人概念的研發上面。

美國德州大學的生物和環境奈米科技中心執行長,Kevin Ausman說,我是不排除在22世紀和23世紀中,一定會有許多事情會發生的,但是針對Eric Drexler概念中那些小不伶仃的奈米機器人(Nanobots),目前全世界所有奈米科技的研究開發中,沒有任何人士在做這方面的研究實驗,甚或沒有人開始規劃一個統籌的研究計劃要來達成這種理想。目前奈米科技的研發都集中於例如使用具有特殊性質的奈米粒子,來開發新的癌症或是艾茲海默症的偵測工具,或是開發較堅韌的建築材料,防水抗污的布料,以及可摺疊的電腦顯示器等。但是Eric Drexler說,這些雖然都是值得研發的目標,但是這和那些被批評而且驚嚇大眾幾乎20幾年的超小型機器人來講,可說是僅有很小的相關而已。目前真正針對分子機器的奈米科技研究都被侷限於非常低的層次,而且都是由科學家在其公餘的時間中偷偷地進行研究。

奈米科技能夠大量生產奈米產品嗎?

6/23/2003, Small Times, 其實允用先進奈米科技製造出來的新發明的奈米紡織品,運動器材和化妝保養品,目前已經充斥美國的市場了。美國Smithsonian學院的Julia Moore博士就引用Gap公司生產的抗污物褲子為例子,這是利用奈米鬚科技製造出來的產品,目前在美國每條零售價錢為42塊美元。這是她在Royal Institution針對微小科技相關的話題討論所發表的言論。奈米碳管所製造出來的網球拍,比傳統的碳纖補強的網球拍,在堅韌度上要高出五倍以上,其球拍的性能也高出許多,但是其售價,隨著品牌的不同,大約是介於229美元到249美元之間,同時用奈米材料為結構的網球,已經正式地被Davis Cup網球鞋會核准。最近化妝品公司,L’Oreal也使用奈米粒子來使其保養成分可以穿透皮膚的表層。由這些部分的證據就可以知道大量生產奈米科技產品的可行性。

只是與會大部分發表演講的專家都同意,Eric Drexler所想像的奈米機器人和分子監控機器都是純屬於科幻小說。英國Cambridge大學的Mark Welland教授說,由一個原子一個原子地來製造任何的東西,可以說是極度地沒有效率。那些在尋求可以執行某些特殊任務的奈米機器的科學家,其實應該跑到一個生物學家那裡,去向他詢問出一種適任的細菌。



TAINANO NEWSLETTER, Issued twice per month, Editor & Publisher: Dr. Sinclair T. Wang,
Subscription Rate: NT$100 per issue, Minimum subscription 1 year, Yearly Rate: NT$2,400
For subscription contact: tnn@tainano.com, Website: tainano.com
© 2002--2003 TAINANO, Inc., USA, All Rights Reserved.