台灣奈米科技新聞信, Vol. II, No.
2, 1/16/2003
第二卷 第二期 TNN 綱目
奈米科技監督法案再度被提出
/ 以色列奈米商業聯盟要促生以色列的國家奈米啟動計劃 /
奈米科技投資的迷思 / 奈米科技中智慧財產權的確認 /
具適應力的人體—二十一世紀中變人主義和生物倫理的對話 /
奈米科技和第四代的核子武器—武力解除外交的意見和分析
Intel公司將推出可調節的雷射 / Nano Via公司推出微骰聚合物套管 /
微機電系統和半導體開始一個美妙的結合
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IOLON公司的微機電系統驅動雷射可以降低通訊上的備品 /
電腦程式算出新材料的最佳微結構 / 下一世代的太陽能電池讓我們可以將發電廠移至太空 /
PolyOne公司和Nanocor公司組成奈米複合材料的聯盟 /
DNA奈米材料製造科技 / 美國通用電器公司從貝殼中研究較堅固的陶瓷 /
聯電和超微合作的奈米晶片廠年底之前決定生死
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應用奈米粒子於晶片的拋光 /
奈米碳管用於電子顯微鏡中來傳送電子束
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奈米碳管可以用來讓陶瓷免於龜裂 /
奈米機器元件可以用來預警心臟病 /
Centrex公司和 Emergency Filtration公司合作開發生物偵測系統 /
Rice大學的科學家開發奈米感應器來作精確的化學分析 /
在活細菌中儲存資訊 / 感染物偵測器 /
Owens
Corning公司獲得190萬美金的資助來開發泡沫隔熱產品 /
第二次的塑膠革命 / 利用飛秒雷射脈衝產生立體微結構體 / 奈米粒子裹覆的小水滴 /
目前科技的時尚風行 / “我們的分子未來” 將是前程燦爛 /
中國準備好另一次的大躍進 / 財務管理不當導致兩位LOS ALAMOS的高官辭職 /
越來越少人獲得科學博士學位 / 複製嬰孩 / 小女嬰夏娃已經誕生了 /
1/10/2003, EE Times, 本週在華盛頓, 美國眾議院再度提出法案, 要立法來設置一個政府的諮詢委員會來監督國家的奈米科技啟動計劃. 這個由美國加州眾議員Mike Honda所提出的法案, 要求產業和大學的專家組成一個諮詢委員會, 對布希政府和國會, 針對美國國家奈米啟動計劃的研究投資和目標提供建議. 同樣的法案在去年10月就被身為科技委員的眾議員Mike Honda提出. 諮詢委員會必須要為未來十年之後的奈米科技開發, 提出短中長期的目標規劃, 同時每年要針對美國政府單位在奈米科技的研究進度和花費, 向總統和國會提呈出年度的報告.
1/12/2003, Nano Apex, 以色列的奈米商業聯盟和其他重要性的夥伴, 一起成立了一個奈米科技的強棒團隊, 針對以色列所需要的國家奈米啟動計劃, 他們將會提出一個報告. 這個以色列的NNI極有可能會仿效美國的NNI (將會在下一年度投資7億美元於奈米科技的研發上面) 還有歐盟的奈米科技投資計畫, 以及其他國家的政府計劃, 例如台灣的NNI等等.
這個以色列奈米科技商業聯盟的任務就是要來發出一個集體的聲音, 來提昇以色列現有的奈米科技產業, 同時也要擬出一系列的促進方案來協助奈米科技和微小科技的產業. 在其執行目標中包括有設立奈米科技的研究和教育機構, 擬定奈米科技的公共政策, 決定遊說政府的計劃, 例如要以色列政府頒布奈米啟動計劃, 舉辦公眾了解奈米科技的活動, 還有建立產業間互相支援的網絡等等. 色列奈米科技商業聯盟不久將在特拉維夫開辦.
1/6/2003, Venture Capital Journal, 大部分的創投家在奈米科技的研討會中似乎都非常小心, 但是對整個創投業來講, 並不見得是如此戒慎恐懼. 光在去年, 私人資產投資者就投資了34家新設立的奈米公司, 共投了約4.3億美元, 而前年才投了19家, 花了1.9億元. 這看起來網路的泡沫和光通訊的泡沫所得到的教訓, 還不足以嚇走創投公司來投資於下一個熱門奈米產業.
但是很不幸的, 奈米產業的專家認為, 就像網路和光纖一樣, 這個奈米科技的故事也將會命定地以悲劇收尾. 這不是說奈米科技沒有潛力和未來, 而是因為奈米科技如過要真的有商業化產品推出, 可能會需要更長的時間和更多的金錢. 奈米科技的研究人士認為, 投資者已經被過度地催眠, 而過度投資於奈米市場中, 因為其實在未來的好幾年內, 僅會有很少的公司有可能生產出商業上有用的東西. 就像一個加州奈米系統中心的科學家所說, 這些創投真的是沒搞清楚, 基本上奈米科技中是充滿了風險, 而且假使這些風險沒有被算入公司的資產負債表中來訂定其股價, 那麼只要一個開發計劃搞壞了, 所有投入的資本將會於一夜間全數化為烏有.
1/5/2003, NanoDot, 奈米科技對我們未來幾十年內生活模式的衝擊, 大家都認為會是非常的深遠, 而且到目前為止還是無法想像的程度. 被認為會有大改變的領域包括有乾淨又豐富的能源, 可以生產出既便宜又沒有污染的完美的超級物料, 完全的環境復育和清理, 既安全又廉價的太空旅行和殖民, 量子跳躍式的醫療進步所帶來的健康和不死等等. 因為這些進步, 我們預期在21世紀的上半世紀裡, 當今所有的產業和經濟活動幾乎都將被遺棄掉, 導致全球性的生活模式, 財經, 法律和政治上的大變遷. 奈米科技中的智慧財產權, 這篇文章就是專注於討論奈米分子製造的智慧財產權的問題, 其中包括奈米科技是什麼, 奈米科技的發展現況, 奈米科技中有什麼製程和應用可以受到智慧財產權的保障, 和奈米科技中有什麼獨特的智慧財產權上的挑戰等. 這篇文章的作者是Behfar Bastani和Dennis Fernandez, 在網路上有PDF檔和WORD檔可以聯結下載來閱讀. 奈米科技中的智慧財產權PDF檔, 奈米科技中的智慧財產權WORD檔.
1/15/2003, World Transhumanist Association, 具適應力的人體—二十一世紀中變人主義和生物倫理的研討會將在7/27/03到7/29/03在美國耶魯大學召開. 人類的身體在50年內會變成怎麼樣, 以及這些在我們身體上的改變會如何轉變我們人生的經驗? 我們會如何因應我們的需求以及我們居住環境的需求來調適我們的身體? 我們是否能讓所有的人都可以勝過疾病, 老化和死亡, 還是幾有少數較幸運的人才可以? 人體是否會逐漸轉移到以矽晶微基礎的平台, 或是會追求以生物體為基礎的改良, 或是兩種皆來, 或是兩者皆非? 這個全世界第一屆的變人研討會 (TV03USA) 是由世界變人主義協會 (World Transhumanist Association) 所主辦, 而由耶魯大學跨學術人工智慧, 奈米科技和變人主義的生物倫理計劃工作小組來協辦.
變人主義是一個針對生物倫理上的一種新的思維模式, 主張變人主義者認為科技是可以用來克服人體上許多先天的限制, 而且每一個人都應該有權利來提昇其身體的機能. 這個研討大會將會開啟變人主義運動和社會群體間的對話, 其中的主題將是一些變人主義者早已經在和專業生物倫理學家, 反對科技的激進份子和批評科技的社會理論學家對話的議題.
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10-11/2002, The Acronym Institute for Disarmament Diplomacy, 第一和第二代的核子武器乃是指那些在1940和1950年代開發出來的原子彈和氫彈, 第三代的核子武器則是涵蓋著在1960到1980年代所開發出來的一些理論, 例如中子彈, 但是這個研發從來沒有在軍事的彈藥庫裡找到其存在的地方. 而第四代的核子武器則是一種嶄新的核子爆裂物, 它可以在完全符合全面性禁止試爆條約 (Comprehensive Test Ban Treaty, CTBT) 的狀況下來開發. 這乃是靠著使用侷限慣性核融合設施 (Inertial Confinement Fusion, ICF), 例如美國的NIF, 或是其他目前在所有主要擁有核武的國家, 以及主要的工業強國, 如日本和德國, 正在積極開發中的先進技術來閃開國際條約的管制的. 簡單地說, 第四代核子武器的特點就在使用先進的技術, 如超級雷射, 磁力壓縮, 反物質等, 來觸發一個相對小量的熱核爆炸. 因為這種小武器的爆炸威力極強, 加上智慧型的導引系統, 使得擁有此種武器的國家的武力大增, 然而並不會打破禁止先使用大規模破壞性武器的禁忌. 因此針對奈米科技和微機電科技, 於第四代核子武器開發上的潛力, 來進行一個完整的討論是極端重要的. 有可能要舉行這個討論是會非常的困難, 不光是因為它牽扯到國家機密和其它可能的限制, 最主要的是只要精密的導引系統一直是佔著佔場上的優勢的話, 這些武器在軍事上的有效性和可使用性就會一直很高. 因此最重要地就是我們必須要了解到, 從實驗室規模的熱核爆轉變成武器之間的科技障礙, 可能是現在在防止第四代核子武器的開發和擴散上, 僅存較大的關卡. 就光是這個原因, 當然還有其他許多的原因, 我們真的必須嚴肅地考慮推動一個內部空間條約 (Inner Space Treaty), 來禁止使用奈米科技元件和技術於軍事上的開發和應用. |
1/12/2003, EE Times, 在大動作地轉入光通訊領域後, Intel公司已經準備要推出其第一台可調節式的雷射, 以供企業和都會地區網路使用. 這個目前正在測試中的雷射模組, 計劃在3月份在市場上推出, 而在年底或是稍挽救可以交貨. 在推出其自己的可調節雷射, Intel公司已經加入一個雖小但是正在成長中的俱樂部, 此俱樂部的成員都在賭未來的通訊公司, 將會偏向來採用可以發射整個光譜中各種不同波長光波的雷射模組, 而不會繼續採用目前廣泛使用中的單一波長的雷射.
雖然目前全世界的經濟蕭條, 已經將所有通訊雷射的需求幾乎全部都殺的光光的, 但是Intel公司的管理階層堅信, 他們是在跳入一個較有遠景的領域, 而且雖然經濟不景氣, 他們不久就可以看到利潤. 這個可調節雷射的技術是經過許多年的經驗, 所累積出來的光學專業技術, Intel公司是在尋求強化其通訊業務, 才經過併購而獲得的. Intel公司目前和15家領先的通訊公司在光通訊方面合作, 而且主導整個可調節雷射技術, 這可以證明Intel公司不再是一個光通訊的新手了.
Intel公司已經解決了一些當今可調節雷射的討厭的問題. Intel公司的產品是一種外部空穴的雷射, 具有20milliwatts的高輸出功率, 所以可以不用放大而作大部分的聯結. 這個元件沒有任何的動件, 因此其可靠性大增, 這是和一般可調節雷射使用微機電系統來選擇其波長的啟動器最大不同的地方. 這個產品主要的零件包括有一些鏡片, 一個整合的熱調節器, 一個放大晶片, 一個絕緣器和一些轉彎器來將雷射精確地對入光纖. 其所佔的空間極小, 而且可以完全可以封裝入一個極小的 ”蝴蝶” 罐子裡.
Intel公司的可調節雷射元件沒有任何動件, 而且完全符合功率和封裝的規範要求.
1/7/2003, Nano Via Press Release, 在美國新罕布什週的Nano Via公司已經開發出一種繞射性的光骰工具, 稱為MicroMultiDice, 可以用在微機電系統中或是微醫療器材的組裝中所需要的微聚合物套管. 他們所使用的製程是一種有專利的光束成形和成像系統, 這個製程可以讓他們使用較低功率的UV DPSS YAG雷射來打出精確的洞口, 而不必動用到較昂貴的excimer雷射. 這種微聚合物管可以應用在微醫療器材上的微小的承軸套管, 還可用在微機電系統中微線圈開關繞線的絕緣套管. MicroMultiDice,系統可以在醫療導管上作精確的切割, 不管是半通的或是全通的孔洞, 來讓管道更加具有彈性. 它也可以用來製造出全通的孔洞或是縫隙, 來精確地控制施藥的劑量, 或是可以把套管劈開, 在線圈開關或是微電磁感應元件上, 來絕緣其線圈柱.
1/15/2003, Small Times, 現在微機電系統已經越來越多機會被用在生產半導體的製程裡面. 雖然目前其市場規模還算很小, 但是當半導體的結構越來越小時, 以及以微機電為架構的元件, 在晶片製造設備裡用得不錯後, 整個市場應該就會有大成長.
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在半導體的製程中, 微機電系統最常被用到的兩種用途就是光學上的控制和氣體的控制. 一般來講, 半導體製造廠必須倚賴越來越精細的控制, 才能達成其下一代產品中的線路尺寸, 因此他們也常常改變技術來達到他們所需要的結果. 而微機電系統很邏輯地就是他們下一招理所當然的技術. 尤其是目前晶片製造設備廠都轉向微機電系統, 來協助他們控制那些用來在晶片上打樣的光線, 還有控制那些用來將打出來的樣式轉變成實質的半導體的氣體. 左圖就是Redwood微系統公司的微機電氣體控制系統元件. 這種MEMS的氣體控制元件, 其體積是傳統氣體控制板的四分之一不到, 而重量僅是傳統的20%, 這不但可以為半導體廠省下空間, 而且可以增進其精確度. |
1/6/2003, Small Times, 微機電系統驅動雷射聽起來有點複雜, 但是如果將其比喻成每天可見的輪胎, 那就較容易瞭解了. 例如每一台汽車至少有四個輪胎, 如果四個輪胎是分開來調整的話, 那你就需要有四個備胎. 在長程光纖通訊系統裡, 其中那些傳送訊號的可調雷射就像汽車的輪胎一樣, IOLON的可調雷射元件就是使用微機電系統來改變其光的頻率, 而能為分毫必較的通訊系統商來控制成本. 這種微機電控制雷射系統的優點就是對一個240頻道的系統, 可以不需要預備240個備品, 最多準備10個就綽綽有餘了. 這可以說是可以為系統商省下90%以上的成本.
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IOLON公司產品管理副總裁Saeid Aramideh |
IOLON公司的微機電旗艦產品就是這個Apollo小型外部空穴雷射, 可以用來調節通訊網落的頻率, 能夠為系統商省下一大筆的維護費用. |
1/8/2003, Nano Apex, 美國普林斯頓大學的科學家已經開發出一套通用的數學系統軟體, 可以用來設計出同時具有兩種功能的材料, 甚至於有時候當這兩種想要的材料性質是互相衝突的. Salvatore Torquato和其同僚已經可以用電腦來算出任何用兩種不同性質的材料所組成的複合材料的最佳結構. 多功能性的複合材料已經是越來越普遍了, 但是對其設計, 這項研究成果可說是有史以來第一次使用邏輯嚴密的數學來最佳化複合材料結構設計的例子.
這種新的材料設計方法的出現, 可以將人造材料的境界提升到如生物材料般地有效率. 自然的生物材料先天上就是多功能的, 因為再其幾百萬年的演化過程中, 為了要克服各種生存的問題和挑戰, 它們必須要能同時承擔起許多的任務. 例如一棵樹來講, 在支撐其自身的重量並且抵擋強風的吹襲之外, 它們還要能將水分從根部輸送到樹梢. 在此研究發表之前, 從來沒有一個劑清楚又單純的方法, 能夠極嚴密地算出複合材料中, 各種互相競爭或衝突的材料性質之間, 如何折衝妥協來取得一個最佳值. 同時請見Nanotech Web於1/9/2003對此主題的報導.
Salvatore
Torquato和其同僚已經可以用電腦來算出任何用兩種不同性質的材料所組成的複合材料的最佳結構,
甚至於有時候當這兩種想要的材料性質是互相衝突的.
上面這兩張圖像就是經由普林斯頓的電腦程式算出來的一種最佳複合材料的微結構圖.
此複合材料是用來同時導電和導熱的.
1/8/2003, Nano Apex, Rochester科技大學的科學家現在正在開發下一世代的太陽能電池, 試著要將此方面的技術提升到可以將一個太陽能發電廠建置在地球的軌道上面, 期盼有一天, 在太空上的大型太陽能發電廠, 可以將發出來的電傳送到月球表面, 或是其他星球上, 以及傳回地球, 來減少我們對日益減少的石化燃料的倚賴度. 目前美國國科會也資助Rochester科技大學的奈米電能研究實驗室一筆3年共20萬美元的經費, 來開發相關科技所須之奈米材料.
雖然在1970年代能源危機之後, 用太陽能來發電的概念已經被斥為荒謬和愚笨, 但是此概念目前卻還是餘燼猶存. 有一些科學家以及有前瞻眼光的人士, 對建造出一座在地球軌道上繞行的, 像足球場大小, 能發出大量電能的太陽能發電廠, 還是充滿了好奇與希望. 目前NASA對此種計劃又重燃希望, 試著要以目前最先進的奈米科技發揮到淋漓盡致. Rochester科技大學和其它的一些研究機構和公司所要開發的新世代太陽能電池是一種既輕又薄而且效率又高的薄膜元件, 其中間的夾層是一種半導體材料的奈米小粒子, 也就是所謂的量子點, 另外還夾有奈米碳管.
PolyOne公司和Nanocor公司組成奈米複合材料的聯盟
1/10/2003, Nanotech Web, 美國的PolyOne公司和Nanocor公司已經組成一個策略聯盟, 要來製造奈米複合材料. 專門製造聚合物的PolyOne公司將會使用Nanocor公司的奈米黏土產品和技術, 要來從聚烯烴, 聚氯乙烯和其他相關聚合物中, 製造出新的複合材料.
將奈米黏土的粒子加入聚合物中, 比起一般傳統的摻入料要輕, 但是卻可以增進複合出來材料的剛韌性, 防火性和氣阻特性. 這個策略聯盟一開始將集中精力於開發具有較高強度和防火性的複合物, 尤其是聚烯烴塑膠還有EVA, TPE, EPDM和nitriles等聚合物的複合材料. 能夠有較強韌較輕質的複合材料塑膠, 對許多消費性產品領域將會有極大的興趣, 例如汽車的零件, 電子零件, 電器用品和傢俱產品等都可以利用到其優點.
1/9/2003, Material Today, 自從瓦特森和克理克在大約50年前確定了DNA的結構之後, DNA開始在我們的生活的各方面扮演重要的角色, 例如從基因組圖和基因療法等等. 但是在這個PDF檔案的論文中, Nadrian Seeman解釋為什麼他會完全忽視DNA在生物學上的角色, 反而要用它來在奈米的尺度上來製造新的材料.
12/23/2002, Small Times, 為什麼一個陶瓷咖啡杯會比一個貝殼較容易破裂? 美國通用電器公司目前就在探索此問題的答案, 而且他們使用的方法有一點不尋常, 那就是把貝殼拿來作逆向工程的研究. 他們想知道大自然作了什麼正確的事, 而且想知道在未來如何利用這一套大自然的方法, 來為噴射機引擎和發電機葉片製造出更好的陶瓷材料. Case Western Reserve大學的教授發現, 貝殼中具有一個精緻的微結構體, 使得它們特別地堅韌. 如果能夠理解其中這個奈米結構的細節, 就可以知道如何製造出和貝殼一樣堅韌而且不容易破碎的陶瓷.
鮑魚貝殼最主要是由碳酸鈣組成的, 其中的碳酸鈣首先結合成許多多邊形的錠片, 它們緊密地結合成一層層的東西. 還有一種像橡膠的聚合物將這些錠片黏在一起, 同時也是碳酸鈣層與層間的墊片. 如此一來這些貝殼就很難破碎或斷裂, 因為假使真的有一個小裂縫產生時, 此裂縫必須要通過複雜和彎轉的路徑來擴展, 如此一來就把這裂縫分散掉了. 同時那種膠年的聚合物層也會將此裂縫吸收掉, 因此當貝殼承受同樣的撞擊和傷害時, 它們就不會像陶瓷那麼容易破碎.
 Nanophase科技公司可以供應 半導體拋光所需的奈米粒子 |
1/15/2003, Small Times, 當電腦晶片元件繼續不停地往奈米尺寸縮小時, 由於其較小的尺寸和複雜性,使得在晶片製造過程中的化學機械拋光製程上, 有越來越大的奈米粒子的需求. 用在矽晶片, 硬碟機和光學透鏡製程上所需的化學機械拋光漿是一種液態化學物和奈米粒子的混合體, 這個市場今年有4.4億美元, 其於一年間的成長率超過20%. 而此行的專家說, 奈米粒子是佔這個市場總值的25%. 他們認為全球到2005年整個奈米粒子的應用的總產值會到達9億元美金, 而化學機械拋光的消耗會是其最大的部分, 在2001年這個奈米粉粒市場大約僅有5.55億美元. 化學機械拋光技術往奈米方向提昇, 對微小科技是非常重要的. 然而同時這也讓奈米粒子製造產業最後終於找到一種有高附加價值的應用市場. 雖然較早期因為奈米粒子的粒徑不均勻, 使得市場的突破遭到限制, 但是最近奈米粒子製造技術的提昇, 對其商業化有極大的助益. |
1/13/2003, Small Times, 研究奈米碳管的科學家雖然對其應用充滿了夢想, 但是到現在很少有奈米碳管的應用夢想成真. 現在另有一組荷蘭和法國的研究團隊, 已經在利用奈米碳管來充當機器的電子來源, 例如高解析度電子顯微鏡的電子源上面有所斬獲. 一般電子顯微鏡的電子束的來源都是靠加熱或是對一片金屬施加一個電場. 現在這組科學家則發現奈米碳管可以是很好的電子來源.
在他們的實驗中, 他們使用單一根10奈米寬的奈米碳管, 將其一端置於一台電子顯微鏡的鎢絲尖端, 然後施加一個電場來研究此奈米管的電子放射狀況. 結果發現奈米管所發出得電子束強度是傳統電子源頭的10倍, 而且其發射出的電子束非常穩定, 速度和能量都非常均勻. 電子數量度的增加和電子能量均勻度的提昇是增進電子顯微鏡解析度的不二法門.
1/13/2003, Small Times, 陶瓷材料雖然以其硬度而著稱, 但是這種材料卻極容易龜裂. 現在科學家已經發現如果在陶瓷材料中加入奈米碳管, 就可以將其對抗龜裂的能力提升到3倍左右. 自從奈米碳管於十年前問世以來, 陶瓷專家就一直試著要利用其超級的強度和韌性來研發出一種較能夠抗龜裂的材料. 如果研發成功, 這種極耐用的材料就可以用來在許多種產品上, 替代傳統的陶瓷材料, 甚或是金屬材料. 例如工業界就可以用此強化的陶瓷來製造齒輪, 軸承和其它的零配件, 來供賽車或是食品加工機器等使用.
最近的實驗已經證實, 如果在純鋁土的陶瓷原料中加入5.7%的奈米碳管, 其抗龜裂的能力則可以提昇2倍以上. 而如果加入10%的奈米碳管, 則其抗龜裂的能力則可以提昇3倍.
1/7/2003, Nanotech Web, 由Basel大學和瑞士IBM Zurich研究實驗室的研究團隊已經開發出一種懸臂式的奈米元件, 可以用來偵測人體血流中兩種心臟生物指標蛋白質. 這兩種蛋白質可以用來當作心臟中風的早期預警系統. 這個元件的核心就是有一些500奈米厚的懸臂, 其中有兩個懸臂的一邊都附著有這兩種蛋白的抗體. 當一個蛋白質分子和其中的一個抗體結合, 這就會使這個懸臂彎曲, 而這個動作會被此元件以光學的方式追蹤. 這個感應器可以在小於十分鐘內, 獨立完成蛋白質的即時偵測工作, 並且提出一個此蛋白質濃度的量測值. 這些 科學家認為他們的研究成果未來將可以用在醫學臨床即時診斷工作, 例如在急診室ICU裡面. 某些刺激酵素和肌紅蛋白生物指標的濃度, 將可以用來指示一個心臟中風的嚴重程度. 對於患有急性心肌梗塞 (AMI)的病人, 如果有了這些蛋白質的詳細濃度的資訊, 將可以就他們一命. 目前這些感應器雖然還不夠敏感到可以用在醫療上面, 但是這群科學家相信, 只要多抗體的片段置入懸臂的表面, 而且改進這些抗體的方位, 將有可能把其敏感度提升到臨床醫療上的需求. 他們同時也在試著將此元件微小化, 並且要將維射流的技術整合進來.
Centrex公司和 Emergency Filtration公司合作開發生物偵測系統
1/8/2003, Small Times, Centrex公司和 Emergency Filtration Products公司已經組成一個團隊, 要一起合作來開發製造和行銷一套完整的生物偵測系統. Centrex公司和Los Alamos國家實驗室目前正在利用單分子偵測元件, 要開發出一種針對生化恐怖主義的偵測系統. 其設計將可以用來偵測一系列的生化製劑, 其中包括天花和碳疽等. Emergency Filtration Products公司則在探索利用奈米科技來開發出一種環境用的面罩, 此面罩將可以用來殺死被隔離出來的病菌. 目前已經有一家公正的實驗室在測試期面罩的效能.
1/11/2003, Nano Apex, Rice大學的奈米科學家已經證實他們能夠在奈米粒子的週遭, 精確地控制其電磁場的能力. 這將打開化學篩析技術的大門, 醫生, 生命科學家和化學家都可以用此技術來例行地分析一些小到如一個單一分子的採樣. 這個研究報告的細節可以在本期的Applied Physics Letter找到. 這個技術是建立於一個分子分析上廣泛被使用的方法, 也就是Raman光譜技術, 但是他們利用了金屬奈米殼中可微調的光學特性, 而這些金屬奈米殼則是Rice大學的科學家所創新發明的一種奈米粒子.
這個發現是非常重要, 因為這是人類首度真的可以設計和建造出一個奈米感應器, 專門用來獲取化學分析上的資訊. 這項技術在環境科學, 化學和生物感應技術學上將有很大的應用空間, 而且它在癌症的早期偵測上也會有很重要的利用價值. 從遙遠的星球到單一的分子, 科學家一般都是使用光譜技術來分辨其中的細節資訊. 藉著分析一個東西所發出的光譜, 科學家可以揭開其樣本中含有什麼元素之謎, 甚至有些時候也可以知道各元素之間的相互關係. 特別是Raman光譜技術可以讓科學家看到分子的震動狀態, 例如從中可以獲得分子彎曲的程度和地方的一些線索, 然後用來當作辨認特定分子的一種指紋, 像是環境的污染物或是生物毒素等.
同一主題的不同報導請參見EUREKA ALERT, 1/13/2003的資訊 以及NANOTECH WEB的奈米殼用來進行單一分子的感應.
1/8/2003, New Scientist, 美國的科學家已經證實可以將一個資訊用人工合成的DNA來編碼, 然後將之儲存入繁殖中細菌的基因組裡, 接著又能很正確地將此資訊讀出. 這乃是因為他們擔心目前資訊儲存的方法, 不管是紙張或是電腦記憶體, 都很容易被遺失或是破壞, 所以激發他們來研發這一種新的資訊儲存方法, 也就是將資訊儲存於活的微生物裡面. 資訊科學家現在最大的擔心就是萬一發生一個核子戰爭或是大災難, 人類該如何來保護一些極重要的資訊. 電視和電影裡面也常常演到一股巨大的電磁脈衝波, 如何將整個美國的電子性結構物全部毀掉. 在上述這些狀況下, 細菌可能不失為一種既便宜又穩定的長期資訊儲存方法.
科學家將 It’s a Small World裡的歌詞轉譯成以DNA的四個字為基礎的密碼, 也就是ATCG. 接著他們就合成不同的人工DNA來記錄整條歌中不同的段落. 這些合成的DNA訊息, 每條大約是150個鹽基的長度, 接著就被轉殖到細菌裡面, 例如像大腸桿菌或是耐輻射鏈球菌, 尤其是耐輻射菌, 它可以在非常極端的環境下存活, 不僅耐高溫, 乾燥和紫外線, 它耐游離輻射的能力是人的1000倍以上.
在每一段插入的訊息前後, 科學家都有用他們研發出來的特殊DNA標記, 這些標誌他們稱之為哨兵. 這些哨兵可以阻止細菌把這些插入的DNA認為是一個入侵的病毒而將之摧毀. 這些哨兵的魅力就是他們能夠保護這些插入的資訊, 甚至於經過100代的繁殖之後, 我們還可以取出完全正確的資訊. 這就是說只要DNA的資訊一進入細菌中, 它就受到保護而且可以躲過災難. 既然一西西的液體裡面可以含有幾十億隻細菌, 因此這種方式的記憶系統的潛力應該是相當巨大的.
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1/9/2003, SCIENCENTRAL NEWS, 就算現在, 醫生還是無法很快地或是很容易地診斷出一種感染性的疾病, 這乃是因為所需要的工具根本就不存在. 但是在這個SCIENCENTRAL NEWS的錄影報導中, 你將可以看到奈米科技將可以給我們這些所需的工具, 那就是一些微小的奈米金粒子, 它們可以很容易地, 而且很快速地來偵測出任何地方的生物威脅. |
Owens Corning公司獲得190萬美金的資助來開發泡沫隔熱產品
1/11/2003, Newspaper Network of Central Ohio, 奈米科技革命正如火如荼地進展中, Owens Corning公司經過非常劇烈的研究計劃評比的競爭之後脫穎而出, 因而從美國國家商務部獲得一筆3年190萬美金的資助, 來研究如何使用奈米科技於泡沫隔熱新產品的開發. Owens Corning公司將會利用這筆錢來開發出可以增進泡沫隔熱材料的隔熱值, R值得新方法, 同時也要能增加隔熱材料的剛性和韌性. 這樣就可以用較少的泡沫來達到較好的熱絕緣. 目前尚未有人將奈米科技應用於泡沫, 尤其是用來絕緣的泡沫, 大部分奈米科技的研發重心都是在非常高科技的通訊和航太上面.
1/4/2003, Wired Magazine, 傳統的塑膠是一種很爛的導體. 如果用電子顯微鏡來看, 它們的分子結構就像一團亂七八糟的義大利麵. 但是如果我們能將其聚合分子從新排列成一條既長又直的桿狀物, 然後讓電子自由流動, 它們的導電度就可以非常接近傳統的材料, 如矽或是銅. 和Heeger一起得到諾貝爾獎的科學家發現, 如果用碘的蒸氣來氧化聚乙炔, 其導電度就可以增加十億倍以上. 他們的研究導致有機發光二極體, OLED 的開發成功, 這將會取代又貴又大的發光二極體, LED. 初期的產品雖然僅是雙色的, 但是全色的OLED螢幕將很快就會推出.
他們新開發出來的半導體塑膠的用途甚至還會更多. 譬如它們就被證明用很適合在複合式積體電路上, 因為只要利用改變過的噴墨技術, 它們就可以被噴在任何東西表面, 完全不需要有昂貴的清靜屋的設施. 這讓許多新公司注意而加入這種產業, 連許多產業老鳥, 像Dow, IBM, Philips和Xerox也都在聚合物研究上投入一大堆銀子.
大家要確實知道的就是塑膠電路一定不會比矽電路來得快或是體積會較小, 因為矽電路的導電性要高出約1000倍以上. 因此也不要期待很快地就可以看到市面上有賣聚合物的微晶片. 但是塑膠電子雖然有速度上的缺點, 但是它們卻可以用彈性和低價來彌補. 例如如果將它們噴在一般便宜的塑膠板上面, 甚或是一張紙上面, 工程師就可以用之來作出超薄的數位顯示螢幕, 而且它可以任你來折, 來扭, 來捲, 來拍打都無所謂. 你將可以將手提式電腦的螢幕裝在口袋裡. 推動這些聚合物的人認為未來將可以將這種可拋棄式電路印在任何東西的表面, 例如報紙, 壁紙, 窗戶, 看板等等.
其它因著這個研究衍生出來的發明仍然不段地繼續進行中, 英國的一家公司, Plastic Logic就在把這種聚合物應用在更大範圍的產品上, 它們現在正在開發記憶晶片, 可拋棄式電子產品, 智慧卡和一些防偽造的產品. 美國柏克萊大學也已經開發出一種可以用陽光來反應的材料, 可以像油漆一樣塗在幾乎所有的表面上.
2000年諾貝爾化學獎得主Heeger因著改變塑膠來產生導電度而獲獎.
目前他們團隊努力的方向
就是排除一些問題來使超薄數位螢幕, 聚合物電腦記憶體, 可拋棄式電子產品和新一代的智慧卡成真.
右圖中在小瓶子裡的材料就是一種新開發出來會放光的半導體聚合物.
1/10/2003, Nanotech Web, 利用飛秒雷射現在已經可以製造出和人體細胞一樣小的三維結構體, 而且可以超越繞射限制來產生低於波長的微結構體. 在德國Laser Zentrum Hannover的研究人員相信他們已經開發出兩種新的光學技術, 這技術讓製造出100奈米的結構體變成可能. 他們的第一個技術對量種光敏感材料的二光子聚合化法, 也稱為2PP. 這技術可以製造出複雜的3D微結構體和奈米結構體, 例如下圖中的維納斯雕像.
這個維納斯雕像的高度大約僅有0.5cm, 顯示出2PP技術的功力. LZH 的人說,
只要藉著不同的聚焦光學工具, 他們可以生產出小到10微米的雕像, 也就是和人體細胞一樣的大小.
他們的第二種技術就是小於繞設限度的切割技術, 只要用這個技術就可以製造出奈米的結構體. 2PP背後的原理非常簡單, 但是卻是非常有用. 首先將飛秒雷射脈衝波緊密聚焦於一些液體的樹脂, 此樹脂在紅外線下是透明的. 這些雷射脈衝會啟動一種化學反應, 也就是二光子聚合化, 這會將液體樹脂轉變成固體. 因為二光子吸收率是和雷射的強度成非線性的關係, 所以這個反應會被高度侷限於焦點的局部地區. 當雷射的焦點在樹脂的三維空間中移動時, 聚合反應就會沿著焦點的軌跡發生. 這就可以用這種雷射直接紀錄入樹脂的方法, 來鑄造出任何電腦化出的3D結構體. 那些沒有被照射到的液體樹脂, 可以被酒精溶掉, 剩下的就是電腦模型中的聚合結構體. 這和一般傳統平面式的光蝕刻技術對比, 2PP技術能提供真正的3D微鑄造方法.
二光子聚合化法的光學裝置本身就是非常地簡單.
1/10/2003, Nanotech Web, 美國麻州大學Amherst分校的科學家已經開發出一種新的技術, 靠著將奈米粒子裹覆在小水滴的表面, 然後將之穩定化, 來將奈米粒子組裝成一個堅固的3D結構體. 他們是將一些配位子附著在奈米粒子上來達到這種果效的. 利用液體的介面來當作一種建構的鷹架是一種非常有效的方法, 因為科學家可以從介面裡外兩面來裁減或是修飾奈米粒子. 這種方法可以讓科學家有更多的工作表面積來加入或是移除某些種粒子. 科學家認為這種配位子穩定的膠體奈米粒子, 是用來進行階層式自行組裝的一種很理想的方法, 因為奈米粒子的核心可以用來主導光學上, 電子學上和磁力上的性質, 而附著在表面的配位子則可以用來決定奈米粒子和其週遭環境間的反應, 例如溶解度, 混合度和電荷轉移等性質.
這種科技可以應用於限制目標的藥物治療, 營養補強食物的營養品, 還有用在醫療影像和診斷的奈米感應器等等. 這些科學家也發現, 他們可以使得本來僅會溶於油中的奈米粒子, 僅是靠著在有一種硫基染料存在時, 用光照射這些粒子, 就可以溶解於水中. 可以溶解於水中的奈米粒子, 對生物感應器和醫療影像是非常有用的.
12/31/2002, Red Herring, 經濟學人雜誌這樣說, 因此這應該是真的. 英國經濟學人雜誌於2002年第四季的科技季刊中認為, 從專利權被頒發於哪裡和什麼的蛛絲馬跡中來觀察, 就可以發覺科技創新的重心已經開始從通訊科技, 資訊科技和電子商務中移開, 而轉移陣地到另外一塊更綠的草原了, 特別是轉移到遺傳基因領域和奈米科技領域上面.
這會是真的嗎? 但是英國經濟學人雜誌的這個斷言, 確實已經讓許多的資訊科技專家感染上悲觀的情緒. 微軟公司的宣傳長Charles Fitzgerald過去一向都是東方不敗的, 然而他也認為過去資訊科技的那種英姿卓越的創新世代, 已經漸漸日薄西山了.
1/10/2003, Small Times, Douglas Mulhall在其最新出版的 “我們的分子未來, Our Molecular Future” 一書中, 針對一大堆精密微巧的科技, 出乎意料地比它們的創造者想像的還要提早到實現這件事, 提出一個整體性衝擊的透視.
對那些只是想了解這些新的科技到底在搞什麼, Mulhall在其出版的書中有極清楚和詳細的說明. 在書的一開始, 他以 “奇異點, Singularity” 開鑼, 但是這是起點也可能是尾聲, 他敘述了一個越來越普遍的觀念, 那就是在幾十年內, 很快地科技就會在智慧和能力方面超越人類. 他認為我們科技的進展已經到達一個轉捩點, 從此之後科技可能可以自己進行科技的研發了. 因此這個轉捩性的奇異點, 將可能會是科學上一個極重要的論點. 它也可能是針對人類下一階段在宇宙中進化的一個預期指標.
Mulhall同時也認為它也有可能是預測著人性的完全終結. 要達到這個奇異點所需的科技, 如奈米科技, 自我組裝科技, 分子電算科技和人工智慧科技等, 也可能在人類進化性的轉形過程中, 造成整個我們的終結或是末日. 我們可能成為我們所謂成功的犧牲品, 因為未來的 “桌上型製造, desktop manufacturing” 可能帶來過度的豐富和過度的消耗. 就如同我們已經經歷過的, 電腦本來應該會帶來一個完全不用紙的辦公室, 結果因為人員生產力的增加, 反而導致更多紙的消耗.
然而於此書中Mulhall還是比較喜歡以較樂觀的方式來看待這些新科技, 他認為它們將可以在未來的分子世紀中, 有許多潛力來拯救生命和物種. 例如當未來燃料電池取代車輛中的內燃機時, 噪音和污染就可以完全被消除, 或是奈米管補強的建材, 將可以使所有的建築物免於颶風, 洪水, 地震和其它災害的肆虐, 甚或未來合成的食物將可以取代所有對動物的殺擄所獲取的食物等.
這些科技還有一個更巨觀的作用, 那就是可以用來拯救整個行星上的物種, 使其免於例如一個大隕石撞擊地球的大災難. 這是靠許多在地球軌道繞行的奈米衛星來偵測到可能的撞擊物, 然後藉著派出一整團啃食隕石的奈米機器大軍, 抵達隕石的表面, 複製更多的奈米機器, 來將這個不速之客像挖礦一樣地挖光.
1/10/2003, EE Times, 大約在一年前, Nasa Tsai不太喜歡有人造訪其在上海的廠子, 這是中國裡面的第二家晶圓廠, 因為當時他要在中國創設一家晶圓廠的夢想, 幾乎被上海時年來最大的降雨打入泥沼之中, 進度也大大地落後. 雖然著個晶片業界老手, 對著訪客強顏歡笑地保證一切都將OK, 但是其內心卻是笑不出來. 但是在中國現在的步調也非常快, Grace半導體製造公司 (GSMC) 已經要在今年的春季開始生產其晶圓片了, 同時又在計劃其擴廠的事宜了. 這幾天當Nasa Tsai在笑時, 我們幾乎可以看到其眼中充滿了鈔票.
完全沒有顧慮到因為中國漸漸提昇的優勢, 所可能帶來的地緣政治上的問題, Nasa Tsai很熱衷地談論著中國未來的前景. 如果讓中國人更富有, 他們就可以買更多的電腦, 電視, 行動電話以及其他電子產品, 而這些產品都可能用到GSMC的晶片. 他認為人們根本不應該擔心中國製造業的興起, 反而應該鼓勵一個開發中國家的成長. 只要中國越開發, 他們就會買越多東西.
在目前的中國投資熱之前, 許多西方國家的商人已經對中國垂涎了幾百年了, 而且也有許多失敗的經驗, 現在的中國到底有什麼不同呢? 現在中國最重要的不同有下面幾點: 1. 中國會有較高的政治穩定度, 因為中國的中產階級正在增加, 目前大約有2.5億人到4億人之間. 2. 中國已經被邀加入世界貿易組織. 3. 中國接受科技移轉的數量增加許多. 4. 高技術勞工群的人數增加, 而且有許多海外華人返國任職. 5. 許多企業家都將中國視為一個省錢的地方, 而不要求其成為一個賺錢的地方. 6. 企業家都認為中國是可以變成世界工廠的好地方, 不要求其馬上變成全世界最大的賣場.
1/13/2003, Chemical & Engineering News, 上週兩位在Los Alamos國家實驗室的高階管理人員, John C. Browne 處長和 Joseph Salgado 副處長, 在被認為在實驗室中有財務上的管理不當, 以及對揭發這些問題的告密人員進行報復行為, 因而被迫辭職. 財務上總共大約有3百萬美元有異常的現象, 其中包括有多年來實驗室員工濫用採購卡和訂貨單, 還有在去年的11月份將揭發此問題的人員解僱, 是導致這次辭職風的主因.
1/9/2003, Chemical & Engineering News, 根據美國國科會上週公佈的報告, 美國於2001年所頒發出的科學和工程博士學位共25,509人, 較2000年短少了1.7%, 而這是自從1993年以來人數最少的一年. 雖然在化學上頒發出的博士學位總共有1,979位, 較2000年僅少了0.5%, 但是這個數字如果和最近於1998年的2,216位博士的高點比起來, 則短少了10.7%, 如過和1992年比的話, 也短少了10.6%.
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12/27/2002, SCIENCENTRAL NEWS, Clonaid公司發布消息說全世界第一個複製人, 小女嬰夏娃已經誕生了. 這個公司是和一個特殊的教派, Raelian有關聯的. 當全世界正在瘋狂地報導小女嬰夏娃誕生的消息時, 另外有人就又開始在蘊釀一個新的讓複製人非法的運動. SCIENCENTRAL NEWS的錄影報導中指出, 許多主流的科學家和倫理學家預測未來可能會每況愈下. |
12/26/2002, Raelian News, 有關特殊教派, Raelian的資訊請參見其網站http://www.clonaid.com/, 其發布小女嬰夏娃誕生的消息請參見其新聞稿. 這個宗教組織相信, 有一個從地球外來的種族, 叫做Elohim, 他們是使用了DNA和基因工程的技術創造了地球上所有的生物. Elohim這個字在希伯來聞的聖經中可以找到, 但是此字被誤譯成God. 他們同時也相信, 耶穌的復活乃是Elohim用先進的生物科技複製技術所達成的. 在3年前Raelian教派教主Raël將CLONAID這個專案交給了Brigitte Boisselier博士, 它是這個教派的一個主教. Brigitte Boisselier 博士目前創立了一家新的公司在執行CLONAID這個專案, 同時此公司還有其他許多專案在進行中. 但是這個新公司的名字和地址目前為了安全和保密的緣故沒有對外公開.
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