Taiwan Nanotechnology Newsletter--TNN Vol. II No. 8

國科會副主任委員黃文雄表示，只要是關鍵零組件，或製造品質、性能優異產品廠商，大致可以進駐中科。陳明德表示，長久以來，中部就是精密機械、航太、金屬加工、光學、光電、醫療器材等產業大本營，藉由中科的「產業奈米化」主軸，將可與原有技術接軌，加速中部產業轉型與升級。中興大學研發長徐堯煇說，配合中科發展需要，興大已成立「中科技術服務中心」，包括生物科技、奈米科技、精密機械、孟堯晶片中心等，將提供所需人力及技術。身兼全國工業協進會副理事長的陳明德說，台中市長胡志強有國際觀，配合台中縣長黃仲生的本土情，沒有人會再說台中縣市反商，而中科聚焦奈米等產業，發展潛力很大，前行政院長蕭萬長也鼓勵親友前進中科。

探討中科人才培訓、創新育成與技術研發議題，黃文雄說，人才不只是看專業能力，敬業精神也很重要。國科會已有「千里馬計畫」將選送大批博士生出國深造，並延聘國際級大師來台授課，培育高級人才。逢大資訊電機學院院長邱創乾說，近年專科學校改制技術學院及新設院校增加，學士畢業科技人力供給大量增多，但業界對科技人力素質要求日高，未來多數學士科技畢業生將會供過於求。邱創乾表示，目前不少公司徵才，已以碩士程度為門檻。他說，面對資訊化社會，就業市場所需科技人力將偏重研發及高級人力，雖然學士程度人力供過於求，碩士以上則供不應求。東海大學管理學院院長林財丁說，有效吸引人才比自己培育人才更迫切，「楚才晉用」往往能找到好人才。即使是美國矽谷，也並非多數自行培養所需人才。環隆科技董事長歐正明指出，史丹福大學師生積極參與，是矽谷發展的一大動力，台灣限制教授、老師不能擔任企業董事等職務，則有礙產業發展。因若僅聘為顧問，無實際責任未必會深入。如能讓師生投入業界、參與經營，也就是「潦落去」，成果會更好。

逢大奈米中心已陸續開發80餘種相關產品或原料

4/10/2003，台灣經濟日報，配合中部科學園區開發進程、引進奈米產業需要，逢甲大學去年底成立的奈米科技研究中心，已陸續進行80餘種相關產品或原料的開發，未來將扮演中科發展奈米產業要角。

國科會副主委黃文雄、台中市副市長蕭家旗、全國工業協進會副理事長陳明德、台中市工商策進會總幹事朱蕙蘭、東海大學管理學院院長林財丁等人，昨（9）日由逢大副校長李元棟、總務長楊龍士等陪同，參觀逢大奈米科技中心。　逢大奈米科技中心主任蔡宜壽說，奈米科技中心已設有奈米檢測實驗室，提供各界奈米材料相關樣品的基本檢測服務；並將配合技術授權中心進行技術轉移與專利申請，協同創新育成中心進行輔助產業研究。　蔡宜壽表示，這是中部第一個成立的奈米科技中心，將整合校內奈米及微機電科研人才，進行前瞻及創新性研究，結合院校卓越計畫、產業界研究人力與資源，建構奈米科技研發能量，加速奈米科技產業化。

產業奈米技術應用促進會今天啟動

4/10/2003，台灣經濟日報，奈米國家型計畫主持人、也是工研院副院長楊日昌指出，為形成產業群聚效應，工研院在經濟部技術處支持下，將於10日啟動「產業奈米技術應用促進會」服務業界，而且短短幾周內，就有近百家廠商，擠爆今年預定招募的名額。在奈米國家型計畫穩步推動下，政府估計台灣的傳統產業於2005年時，就可締造700億元的奈米產值，而到了2008年時更可望躍升到3,000億元的驚人規模。以下是楊日昌接受專訪摘要：

問：不到一個月，報名參與「產業奈米技術應用促進會」的廠商就已額滿，促進會將如何協助產業界開拓商機？

答：「產業奈米技術應用促進會」的成立，第一年目標招募100家會員，消息公開後，產業界反應相當熱烈。目前已有南亞、長春、台達化學、台虹科技、德謙、及華威國際創投等12家廠商，加入會費12萬元的進階會員。另有台橡、南寶、合發等近80家廠商，及台大、中央、成大、中興等10名奈米學界專家，積極參與一般會員。　促進會主要是構築起「奈米社群」的環境，透過產業聯結、資訊交流及商機開拓，協助產業界釐清投入方向，以形成產業群聚效應，達到市場、技術與資訊交流及商機開拓的目的。　在10日促進會啟動當天，工研院化工所也結合廠商，在會場展出奈米技術成果。同時，舉辦「奈米技術應用與商機研討會」，從六大主題探討奈米商機，包括產業奈米技術應用的契機、奈米特化品應用商機與商品化關鍵、有機無機奈米混成技術與應用商機、機能性奈米材料在光電產業的潛在商機、奈米粉體製造方法與工程技術。

問：工研院將如何協助廠商擬定發展目標與方向，達到即時切入市場的目的？

答：考量奈米技術層面廣泛，絕非一個單位能獨立完成，工研院除在院內推動跨所、中心的整合研發外，也積極結合中科院、金屬中心、紡研中心、塑膠發展中心、精機中心、石材中心、印刷中心等研發機構，成立「法人研發機構聯盟」，以期發揮眾志成城的團結力量大功效。　預計到2005年的三年內，即可帶動台灣傳統產業約700億元以上的產值，涵括奈米粉體、油墨／塗料、無機／陶瓷材料、奈米基板／複合材料、塑膠製品等各有超過100億元的產值。另外，對纖維紡織品的影響產值可超過150億元；奈米金屬製品的產值，則可超過50億元。

問：促進會的進階會員與一般會員，有何不同的權利義務？

答：「產業奈米技術應用促進會」今年招募100家會員，區分為一般會員與進階會員二類。今年會費從4月至12月為止，一般會員會費為3萬元，進階會員為12萬元。進階會員除享有一般會員的所有權利外，還可獲一得促進會針對其特殊需求，所提供的相關技術與應用商機服務。

觀念可能會是奈米科技發展中的最大敵人

4/10/2003，Small Times，美國國會有史以來第一次針對奈米產業可能對社會的衝擊所召開的聽證會中，奈米科技有被攻擊，也有被嘉許。在此聽證會中，國會議員聽了從產業界和學術研究界領袖的一些證詞，為了要來討論目前在國會中有關奈米科技對社會衝擊議題的一個法案。其中有些發言人對目前大眾文化中，已經將奈米科技鎖定成是一種會對未來造成一個惡夢的科技的這種觀念感到非常地憂心忡忡。那個主導反對基因改造生物辯論的聲音，目前正轉移目標到奈米科技上面。科技如過要能夠正常地興旺發展，有關科技的辯論就一定要開放。那些直覺反射性的反科技的立場，也就是那些反對基因改造生物立場者的特性，是不可能對奈米科技的風險面和福祉面間的平衡工作有任何正面的助益的。

專家認為目前國會議員最高優先該做的，乃是要來資助成立一個可能性評估的機構，來讓針對分子製造的促成者和批評者能夠將其科技上的論點，提交給一組沒有偏見的物理學家來做分析評斷。如果這樣的機構沒有設立完成之前，不管是一個有資助的分子製造的研究和發展計劃，或是一個有效的社會衝擊研究都是無法進行的。

香港奈米科技計劃已經開始產業轉移了

4/10/2003，Small Times，根據中國大陸官方新聞單位新華社的消息，香港16個和奈米科技有關，而且過去五年來一直在接受公家和民間經費的大學研究計劃中，有五個已經開始將其研究成果轉移到當地的產業，以便能夠繼續其開發的工作。香港政府官員表示，這整個計劃的經費中，有$20.6百萬是來自政府的資助，而有$5百萬是來自產業的資助。其開發中的專案計劃包括有奈米碳管上的研究和奈米結構體上的研究。

美國芝加哥的律師樓正式推出奈米科技的服務業務

4/8/2003，Small Times，美國芝加哥的一家智慧財產權律師樓，Brinks Hofer Gilson & Lione，正式組成了一個奈米科技業務組來提供奈米科技智慧財產權的服務業務。這家律師樓過去雖然已經在對其客戶提供奈米科技的服務，但是現在決定將這方面的業務全部集中在一個跨專業學門的業務小組裡。這個小組大約是由20幾個成員組成，來在各方面服務其客戶，其中包括專利的提出和申請，以及授權，商標和監行的服務。

微機電系統:

美科學家研製能直接安裝到晶片中的奈米雷射器

4/1/2003，俄國機械人技術與工程控制，美國科學家研製成一種微型雷射器，它們能安裝在半導體晶片中，直徑僅為1億分之一毫米的這種"奈米管"在不遠的將來，可以成為更小型同時更快速的資訊技術裝置。哈佛大學以查爾里茲·李伯爾博士為首的科學家是用硫化鎘半導體製成的這種單管雷射器。

現在，雷射器已被廣泛應用於電視通訊領域，例如用於醫學，但是雷射器的尺寸如能減小幾千倍，則可以使它們的應用範圍驚人地擴大。現有的雷射器尺寸太大，因些無法將它們直接安裝到晶片中去，但是對於奈米雷射器，這樣的問題不再存在。有些研究團體已能製成奈米雷射器（其中包括2001年用氧化鋅製成的第一個奈米紫外線雷射器），但是它們的接通和斷開需要光抽吸，抽吸時要利用另一台雷射器的輻射。同時雷射器還需要很多附件，使用很不方便。

李伯爾博士的研究小組在硫化鎘奈米纖維基礎上研製成功的雷射器可以分佈在矽片上，電接觸通過塗覆奈米纖維表面的金屬導體層實現，在加上一定電壓時會有電流通過這種結構，而奈米纖維末端開始發出波長約為490微米的藍綠色鐳射。當電流達到一定值，發出的鐳射會變成幾乎是單色光，單色光是感應式鐳射的可靠特徵。其他的半導體材料，例如氮化鎵和磷化銦，能產生更寬波段的鐳射--實際上可覆蓋從紫外線到紅外線整個波段。儘管還有一系列問題沒有得到解決，可是哈佛大學的科學家認為，新型奈米雷射器在一系列領域--如化學和生物感測器、顯微鏡和鐳射外科中的應用前景十分看好。

無鹵素電磁波控制薄膜在日本開發成功

4/1/2003，日經社ＢＰ網，日立金屬與Sony EMCS日前成功開發出了無鹵素的電磁波控制薄膜"ABSORSHIELD K-E系列"。為了使薄膜具有抗燃性，該產品未使用日立金屬在原有產品中採用的Cl(氯)類樹脂，但是具有與原有產品相同的抗燃性能，滿足抗燃規格"UL94 V-0"的要求。據該公司的調查，無鹵素且符合UL94 V-0抗燃規格的電磁波控制薄膜在業界尚屬首次。

所謂電磁波控制薄膜是指通過將薄膜粘帖於設備內部的零部件及線纜上，減少向設備外部放射電磁波。"特別是在防GHz頻帶噪音中，可廣泛使用這種薄膜"。除符合抗燃規格外，此次開發的薄膜在電磁波噪音的控制效果方面也擁有與原有產品相同的性能。在顯示電磁波噪音減小性能的相對導磁率（μr）方面，實數項為約8(1GHz時)，虛數項為約9(1GHz時)。該薄膜的工業樣品已開始供貨，價格與原產品"基本相同"。

2001年夏季，Sony EMCS向日立金屬提出了聯手開發薄膜的意向，由此拉開了開發的序幕。立志強化環保對策的索尼EMCS將日立金屬作為了開發無鹵素薄膜的合作對象。"我們認為日立金屬擁有的材料技術有助於開發的進行"(Sony EMCS微器件中心封裝解決方案部主管課長、主任技師、工學博士木村景一)。此次開發中，日立金屬負責材料優化，Sony EMCS負責特性評價。關於用什麼材料代替原產品中的氯類樹脂問題，日立金屬表示"尚不便公開"。"未開發新的材料，現有材料和抗燃劑的配合比率等是此次開發的關鍵"。

超越阿童木奈米技術是關鍵

4/7/2003，日經社ＢＰ網，2003年4月7日是日本已故漫畫大師手塚治蟲創作的「鐵臂阿童木」的「誕生日」。但是在現實中還看不到阿童木。難道阿童木就只能停留在「夢想」上嗎？當然不會是這樣，因為研究人員和科技工作者正在某種意義上創造出超越阿童木的機器人。奈米科技是其中的一個關鍵。要想提高機器人的「頭腦」、「身體能力」和「感覺器官」等，奈米科技是必不可少的。

為期4天的機器人博覽會「ROBODEX 2003」已於4月3日在日本橫濱市橫濱Pacifico會展中心開幕。今年是第三屆，包括19家企業在內總計有38家單位和團體展出了90多種機器人（上一屆為29家單位和團體，72種機器人）。而且在展會結束之日即4月6日，還將舉辦阿童木誕生前夜紀念活動。　由大阪大學研究生院工程研究科於2001年成立的阪大尖端研究機構將在阿童木誕生日即4月7日在大阪市中央禮堂舉辦「慶祝阿童木誕生紀念演講會」。手塚本人就畢業於大阪大學。除這些活動外，由於正好趕上日本的春季假期，因此日本全國各地將相繼舉行與阿童木有關的活動。

那麼，現實生活中機器人的開發是否已經發展到了足以實現阿童木的程度了呢？明確的回答是「No」。研究人員和科技工作者本來也並沒有將阿童木視為現實中機器人開發的具體目標。儘管他們確實將阿童木看作一種象徵性的「里程碑」，並且作為研究開發的強大推動力，激發出了他們追求「夢想」的巨大熱情。　研究人員通過以實際應用為目的的開發，創造出在某種意義上超越了阿童木的機器人。這些機器人不一定就是人形機器人。2002年5月4日日本專利局公佈的專利申請技術動向調查報告《機器人》中預測，2010年以後這種機器人將正式投產並進入人們的日常生活。　要想使這種預測變成現實，利用奈米元件提高智能、利用奈米材料以及使用這些材料的新能源元件提高機器人的「身體能力」、以及應用奈米生物傳感器等產品提高機器人的「感覺器官」和通信能力將是不可缺少的。

配備奈米「大腦」，融入泛在社會

4/9/2003，日經社BP網，「可以說機器人開發中6成以上與計算機有關」。三菱重工旗下的神戶造船所新產品/宇宙部副部長長島是在介紹機器人開發比重時表達了上述觀點。長島是「wakamaru」機器人（照片1）的開發負責人，在此次「ROBODEX 2003」（展會期間：2003年4月3日～6日、展會地點：日本橫濱Pacifico會展中心、官方站點）上wakamaru是最受注目的新型機器人之一。

長島強調說：「理想的機器人必須擁有與超級計算機相媲美的計算性能」。當然，目前的機器人還不可能背著一台超級計算機到處跑。但是，如果採用奈米科技開發出超高集成度的奈米元件，將目前與超級計算機相媲美的機器人「大腦」做得和移動個人電腦一樣小，就不是不可能了。　對於獨居的老人而言，wakamaru可以像家人一樣起到「交流夥伴」的作用。既可以利用酷似人類的上半身比劃著用聲音交流，還可以看門。移動時使用利用左右兩邊的兩個輪子驅動，前後還各有一個輔助用的萬向輪。該公司認為：「考慮到家用的安全性，輪式設計目前最為穩妥。雙足行走機器人還無法完全確保安全性」（長島）。　另外，wakamaru還是一個「實際代理人」，可以通過通信網絡、在個人電腦屏幕上亮相、起到「代理人」的作用。wakamaru還可以守衛家中的安全，具有一旦檢測到異常情況就會通過網絡對外報信的功能。不過，機器人本身僅僅具備用於控制運動功能的計算機。三菱重工計劃自2004年春季開始提供100～200台樣機，2005年投產。並準備把投產時的價格控制在100萬日元左右。

身高38cm、體重2.4kg的雙足行走人形機器人「morhp3」（照片2）的開發者古田貴之也對超高性能計算機的小型化寄予了厚望，並表示：「希望在機器人上採用具有高級識別和判斷功能的計算機。但目前還只是在控制行走等運動機能方面使用了計算機」。古田是日本科學技術振興事業團ERATO（創造科學技術推進事業）北野共生系統項目（研究期間：1998年10月～2003年9月）的共生智能研究小組負責人。2001年受該項目負責人北野宏明的器重，參加了該項目。此前古田作為日本青山學院大學理工學系的助手獨自從事小型雙足行走人形機器人「Mk.系列」的開發工作。從那時起，他就被看作是僅次於在雙足行走機器人研究開發領域中居於世界領先水平的本田和索尼之後最具代表性的青年研究人員。

morhp3儘管「個頭」不大，但卻具有優秀的運動能力，比如可以平穩地雙足行走，在跌倒時可順勢倒下並自個站起來。今後「準備將其身高增加到1m左右。而且利用現有的計算機還能夠順利地控制其運動機能」（古田）。用於運動機能控制的CPU尺寸約為10cm見方，與NEC電子（總部：川崎市）等公司共同開發而成。　但是，通過識別和判斷外部環境來運動等更高級的運算處理則由外部工作站負責，然後通過藍牙無線通信發送執行命令。不過眼下還無法實現自然的人機交流。對於旨在實現超級計算機的超高集成度奈米元件開發而言，可以隨時隨地隨心所欲地使用信息通信網絡的「泛在社會」是其最終目標之一。但還有另一個更宏偉的目標擺在研究人員的目前，那就是如何開發出能夠與人類進行自然交流的更高級的機器人。

光線馬達可能可以解決微機電系統供電的困境

4/4/2003，Small Times，美國芝加哥大學的物理學家已經成功地量度出由一種小光環，也就是所謂的光學漩渦，optical vortices上所帶有的角動量，這對駕馭它們的能量來供電給微機電系統元件上，可以說是邁出一個重要的一步。芝加哥大學的物理學系教授David Grier和其先前的一個博士研究生Jennifer Curtis，目前是德國Heidelberg大學的研究員，共同在4/4/2003的 Physical Review Letters學術期刊上發表他們研究的結果。

產業觀察家認為微機電系統的發展，藉著將矽晶架構的微電子系統和微機械科技結合在一起，最後將可以導致奈米機器人，晶片上的實驗室等的生產。但是其中最棘手的就是，這些微機電系統都需要一個動力馬達。雖然目前已經有許多相當不錯的微機電系統馬達的設計，其中包括有晶電驅動器和磁力驅動器等。然而這些設計都有一個共同的問題，那就是它們都運轉得有點慢，而且它們都磨耗得非常非常地快。而現在這種光漩渦的馬達設計，則不需要去微製造出微形馬達。事實上，這種技術是不需要有任何的動件，只要將光漩渦投射在一個要驅動的元件上，這個元件就開始發動了。

奈米材料科技:

釣具製作奈米科技派上場

4/7/2003，台灣民生報，布線是目前釣友使用最普遍的釣線，較高級的布線，大都國外進口，國內的廠商急起直追，「太平洋釣具公司」就運用奈米科技進行布線的表面加工，製成「超級布線」，耐用性及拉力都大幅提高。

該公司經理翁玉能說，拜科技之賜，該公司以奈米科技運用在布線的表面處理上，今年獲得重大突破，所生產的布線，完成度極高，稱為「超級布線」，經過多次試驗，切水性極佳，沉入水中對水流的阻滯極小，將是海釣的利器，從 3、4、5、6、8、10、12、14、15、16、20號都有，不論深海、淺海都可以用，用在船釣的電動卷線器，效能更能發揮。翁玉能說，在價錢方面，比同級的日本品牌稍低，但性能有過之而無不及，上市以來普獲好評。

研究取得突破進展超疏水性奈米纖維問世

4/8/2003，中國東方網，中國科學院化學所研究員江雷博士及其研究小組在超疏水性奈米界面材料方面的研究又取得突破性進展。他們利用一種雙親性的高分子聚乙烯醇為原料，制備了具有超疏水性表面的奈米纖維。

據介紹，通常的疏水材料是用疏水性分子制備，而聚乙烯醇分子是親水性的。此次制備的聚乙烯醇奈米纖維，由於聚乙烯醇分子在奈米結構表面發生重排，疏水基團向外，分子間氫鍵向內，使得整個體系的表面能降低，從而表現出超疏水性。浸潤性作為固體表面的一個重要特徵，無論在人們的日常生活還是實際的工農業生產中都發揮著重要作用，因此引起了人們的普遍關注。江雷博士及其研究小組長期從事奈米結構的表面與界面的研究工作，目前已制備出多種具有特殊浸潤性的奈米界面材料。在疏水材料研究方面，他們曾首次向外界報道了經氟化處理的碳奈米管膜具有超雙疏性（同時疏水疏油）的成果。此次又在該研究的基礎上，利用一種新方法，以普通高分子聚丙烯?為原料，制備出了無氟超疏水性奈米纖維，研究結果表明，奈米結構對超疏水性起到重要作用。

具有重大意義的影像

高解析度的掃描穿隧顯微術(STM) ，在對超導體Bi₂Sr₂CaCu₂O₈₊的表面上所獲得的電子狀態區域密度變化的影像。其中包括有在實際空間(r-space)和動量空間(k-space)的影像。

4/10/2003，Material Update，從科學界發現高溫銅化物的超導體之後，雖然已經又經過15年以上的研究了，可是那些隱藏在這些材料底下的超導電性質的機構原理卻還是一個沒有被解開的迷團。現在有一個針對一種準粒子，quasiparticle的攜帶電荷狀態的本質的研究，這種狀態一般都會伴隨著高溫超導體的超導電性的開始發生，科學家希望能藉此研究而能加速對超導電性質的機構原理的更進一步的理解。

發表在本星期的 Nature裡， Kyle McElroy和其研究同僚使用了掃描穿隧顯微術(STM) 來探索這些存在於超導體Bi₂Sr₂CaCu₂O₈₊的奈米尺度上電子結構的差異間的類似波狀的相關性。在此研究中，他們試圖要來解釋有關在高溫超導體中，所觀察到的兩種帶電荷相間的本質中，那些存在許久的疑問。

在簡單的微晶固粒裡，帶電荷物，例如電子或是電洞，一般不是以粒子狀，就是以波狀的本質存在。如果以粒子狀態存在，這些帶電荷物就較容易在空間中緊密地定在一位，它們的波函數部會延展超過一個單一瑕疵原子或是一小群原子的位置。相反地如果以類似波的狀態存在，它們的波函數就會延展道一個很大的距離，一般都會跨越到整個晶體的空間。這種似波狀態的行為，對瞭解大部分的半導體和金屬材料的電子性質非常重要，而且也是所有現代微電子元件運作的關鍵。

然而在高溫超導體的情形，則沒有如傳統的金屬和半導體中的帶電荷物，那種不是粒子狀態，就是波狀態本質那麼地單純。高解析度的掃描穿隧顯微術(STM)，在對超導體Bi₂Sr₂CaCu₂O₈₊的表面上所獲得的電子狀態區域密度變化的影像顯示出，相對於在傳統晶體中電子狀態的均勻分布，超導體物質則呈現出一個非常顆粒狀的性質，而其特性長度尺度的變化則僅在幾個奈米之間。非超導電物質，在開始產生超導電性時所伴隨的一個懸而未決的問題，就是有關其帶電荷物本質的這些變異，也就是所謂的節點和反節點的準粒子。

將掃描穿隧顯微術(STM)所獲得的Bi₂Sr₂CaCu₂O₈₊超導體晶體中，帶電荷物的密度相對於位置的r-space影像，以傅立葉轉換，Fourier transforming，McElory和其同僚就獲得了此物質在相對於動量k-space中的區域性狀態密度(local density of states，LDOS)的詳細圖樣。結合了r-space和k-space的影像，就可以找到有關準粒子在晶體裡面如何分散和干擾的直接資訊。

NANOPHASE科技公司推出新的奈米材料

4/11/2003，Small Times，NANOPHASE科技公司已經進入商業量產一種他們宣稱為新一類的奈米材料。這家總公司在美國伊利諾州Romeoville的公司在一個記者會上表示，他們推出的新的稀土族氧化物奈米晶體材料，可以有多方面潛在的應用能力，其中包括有燃料電池，化學機械方式的拋光，觸媒轉化器和催化劑等等。這家公司是使用一種有專利的技術，稱為NanoArc Synthesis，來製造其奈米材料，這種技術可以增進其奈米材料的穩定性和效能。

奈米電子奈米電腦及奈米晶片科技:

以亂度排列的奈米管來當電晶體

4/4/2003，Nanotech Web，由單壁奈米碳管以亂度排列出來的網絡結構，可能是讓這種結構物有最快速直接的機會，來在電子應用上立下功績。這是美國國家海軍實驗室的一些科學家的觀點，他們認為這種技術可以免除奈米管一定要被精確地組裝的需求。個別的單壁奈米碳管具有很不錯的結構和電子上的特性，但是商業化以奈米管微架構的電子產品卻一直受阻，因為我們還無法以大量的方式鑄造出半導體性的奈米管元件。

美國國家海軍實驗室的Eric Snow和其同僚在一片具有250奈米熱氧化物膜的晶圓上，培養出奈米管的亂度排列網絡。利用光蝕刻技術來加入一些source和drain的電極，並且剝去150奈米厚的泰金屬薄膜，然後使用一種二氧化碳的雪花噴射器，來移除介於source和drain電極以外區域的奈米管。這個團隊製造出來的半導體奈米管元件，其source和drain的通道長度是1-25微米，通道度是35-100微米。個別奈米管的平均直徑是1.5奈米，長度是2奈米。他們發現這種單壁奈米碳管的網絡結構物，在適當的密度下會是一種具有連續半導體性的薄膜，而且可以用傳統的光蝕刻技術來將之鑄造成電子元件。這種方法就可以克服和奈米碳管架構的電子相關的組裝問題。他們亦發現低密度的網絡，大約是每平方微米上有一個奈米管下，其元件的特性就像p型的半導體性的薄膜，其場效應移動性大約是10 cm²/V s。相對之下，目前商業性的薄膜電晶體的材料，例如不定型的矽晶，其場效應移動性大約是這種的十分之一。

Random tubes
光學顯微鏡下的一個微鑄造出來的奈米碳管元件。其中內崁的影像乃是原子力顯微鏡下，用來組成導電區域的奈米管網絡。
個別奈米管的平均直徑是1.5奈米，長度是2奈米。

製造奈米點的一些訣竅

4/4/2003，Nanotech Web，日本國家材料科學研究院的一些科學家已經製造出銀金屬的奈米點和奈米線，而且可以藉著一個掃描穿隧顯微鏡(STM) 的探針針尖來轉移材料到矽晶表面上時，來排列其花樣。這種技術具有高度的可複製性，因此可能極適合用來製造奈米元件。日本國家材料科學研究院一直對利用掃描探針顯微術奈米科技來鑄造出奈米元件非常有興趣，例如單一電子／電洞穿隧元件。過去他們已經能夠藉著施加電壓脈衝，將奈米金點從一個掃描穿隧顯微鏡的金針尖，轉移到一個Si(111) 7x7的表面上。然而這種奈米金點的轉移效率僅有約50%，不夠高到可以用來鑄造連續的奈米線。而現在使用一個銀金屬塗裝的STM針尖，這些科學家已經可以達到幾乎100%的轉移可靠度，也就是幾乎每一個他們施加的單一電壓脈衝，就可以導致一個奈米點的形成。因為這種高度的可重複性，這會比使用一個金針尖來鑄造連續的奈米線，要來得容易許多。一般而言，其鑄造出來的奈米點的全寬半最大(Full-width half-maximum, FWHM)尺寸約25奈米和高度約2.5奈米。這種奈米鑄造技術大致可以用在大部分的導電基板，例如商業上極重要的Si(100)晶圓片。藉著這種技術，我們就可以製造出單一電子元件和其他許多鉅量子效應電子元件的奈米電子電路。

Spot the nanodots
掃描穿隧顯微鏡(STM)下，在Si(111)7x7的表面上形成的奈米銀點，以及其被置放模式的影像。

Nanodot kit
Daisuke Fujita在其實驗系統設備旁的照片。此設備乃是一種用於掃描探針顯微術奈米鑄造的超高真空系統，其中具備有可變溫度的STM/AFM，有覆罩的通孔的定位置放，有低溫四個探針量測裝置， LEED/AES和樣品準備設施。

奈米管, 奈米鬚, 奈米纖維和奈米球的進展:

聚昌科技研發奈米生產設備

4/4/2003，台灣經濟日報，科學家從1970年代開始研究微小顆粒的物理行為，從微米到奈米；跨越1980年代，開始真正了解到奈米在冶金及醫療上的應用，很快的大家把注意力集中到電子產業，但直到2003年，奈米材料在量產與研究上仍處於探索階段，人們對於奈米形成的機制與控制，仍有很大的努力空間。

聚昌科技製程發展處胡正中博士表示，奈米形成的機制大致可區分為兩部分：碳管與顆粒。其中碳管的形成與表面催化有關，其關鍵在於必需在適當的形成條件下，使碳元素以最小能量方向成長，一旦條件不正確，即會以薄膜或粉末方式析出。然而重覆文獻上的成長條件，似乎仍不具有再現性，說明碳管成長機構與初始狀態有密切關係，推知若能掌握表面催化狀態，便能掌握碳管成長。　目前在奈米生產設備的研究主力為微波電漿化學沉積與熱解離法，而其主要應用是在平面顯示器、及用於燃料電池的儲氫材料與超電容等，相關產品一旦開發完成，預計將會有百億美金的產業應用。

至於奈米顆粒是我們比較能掌握的，其方法主要有化學性的過飽和析出與物理的原子簇析出兩種，此二者均已量產，但是在半導體上的應用仍待開發。其中更以真空析出成長最為看好，原理上也是利用自然界存在的最小表面能量定律，以製程條件控制成核大小，進而利用原子簇平均自由徑在真空中加以篩選。　目前設備研究主力在於磁控濺鍍離子束濺鍍與雷射濺鍍，其中磁控濺鍍與離子束濺鍍具商業化價值，最為業界看好。而主要應用為低溫金屬化、低透氧性塑膠、高強度材料等，人類生活將隨之跨入新一世紀。　胡正中表示，一般相信，因為奈米研究為非一般應用研究，設備上更需發揮最大修改與設計能力，對於此一跨世紀的研究，國內業者已擁有產製半導體前段製程設備的核心技術能力，不僅產品效能日新月異，並標榜完善的售後服務承諾，為客戶解決問題，並期許站上國際舞台，為台灣半導體設備業爭得一席之地。

科學家鑄造單晶體奈米管

4/10/2003，Nanotech Web，美國加州柏克萊大學和 Lawrence Berkeley國家實驗室的科學家已經開發出一種 "晶體衍生鑄造，epitaxial casting" 的技術，用來培養氮化鎵，gallium nitride (GaN)的單晶體奈米碳管。　此技術乃是使用氧化鋅(ZnO) 的奈米線為其模板。他們是利用氧化鋅和氮化鎵之間的晶構關係，來確保氮化鎵奈米管的單一微晶性，因為這兩種材料的晶體結構是相容的。這樣鑄造出來的奈米管是完全沒有針孔，而且具半導體性和發光性，它們不僅結合了所有半導體奈米線和奈米碳管的好處，而且還有許多其他的附加優勢。Peidong Yang和 Joshua Goldberger所鑄造出來的氮化鎵奈米管，其內徑是30到200奈米，而其管壁厚度約是5到50奈米。依據Peidong Yang，一般奈米碳管中有的是半導體性，另外有的是金屬性，而氮化鎵奈米管則全部是半導體性。而更好的是，氮化鎵奈米管具有很有趣的光學特性，它們隨時都可以發出紫外線和藍光波長的光波，而且這些奈米管的表面相對上很容易來使其具有功能化性。和其它的半導體奈米線比較，氮化鎵奈米管具有較多的內部表面積，於化學感應和分離的功能上會有其優勢。

Nanotube workers
Peidong Yang和 Joshua Goldberger 於其鑄造出氮化鎵奈米管的化學罩箱前面的留影。

一次能製造好幾千根氮化鎵單晶奈米管的新技術

穿透電子顯微鏡下所看到的影像。這是本文作者所製造出來的氮化鎵單晶奈米管的森林。

4/10/2003，Material Update，有能力從各種不同的無機半導體材料製造出奈米管，打開了許多在奈米電子和相關領域令人興奮的應用機會。然而大部分現有的鑄造技術所製造出來的奈米管，其晶體品質不佳，因而其效能也受到限制。現在有一種新開發出來製造氮化鎵單晶奈米管的技術，可以用來克服這種限制。

模板鑄造法是一個從各種不同材料中，用來鑄造一系列的奈米結構物，其中包括奈米管的一種越來越普遍的鑄造技術。次技術乃是單純地在一個預先形成的模板結構體上面或是裡面，來培養所要的材料，這些模板可能是具孔隙的薄膜，或是奈米線的方陣。在培養完成後，再將模板材料蝕刻掉。然而一般在模板上的晶體成長都是亂七八糟的，很難控制成長出來材料的晶體結構。因此這樣成長出來材料的奈米結構物通常都是不定型的，最好的狀況下僅是能達到多晶體的品質。為了要解決這個問題，Goldberger和其同僚有找出一種較普遍的技術來培養出一種平面式薄膜的單一晶體。他們首先開發出一種在藍寶石基板的表面培養出單晶體氧化鋅奈米棒方陣的製程。培養出來後，就利用這些六角形奈米棒來充當後續氮化鎵順構衍生晶體培養中的模板。當氮化鎵培養出來後，他們就在一個充滿氫氣和氬氣的環境中，進行一個熱還原和蒸發的製程，來移除氧化鋅而產生純粹氮化鎵中空奈米管的方陣。

奈米碳吸管引發新的研究領域

4/8/2003，Nanotech Web，科學家首先發現了奈米碳球，接著就出現了奈米碳管，奈米碳錐，奈米碳角，甚至於奈米微樹。現在在美國Louisville大學和Rensselaer科技學院的科學家又在這些新發現的奈米碳結構物中加入一種新的結構體，那就是其所培養出來的奈米碳吸管。這些碳的結構是一種前所未見的新型體。　Mahendra K Sunkara說，這種奈米結構體的外部是呈錐形，而其中間則是有一個有固定直徑的空洞，其外殼乃是由螺旋狀的石墨片所組成的。　他認為這種奈米碳吸管應該會有其獨特的應用層面，例如於場放射上，原子力顯微鏡／掃描穿隧顯微鏡的碳針上，奈米流體上，穿過皮膚／穿越眼睛藥物輸送貼片上，神經溶液的偵測上，進入單細胞的液體輸送和偵測上等。其中應用潛力最大的可能是藥物輸送上，因為此吸管的內部中空，剛硬性和其極高的長寬比。

Nanopipette
成長在白金塗裝的鑽石基板上的奈米碳吸管
(其長度大約是 20-25 µm而其奈米尺度的針尖則有中空的核心)。

Pipette array
成長在白金塗裝的鑽石基板上的奈米碳吸管方陣。

Nano researchers
美國肯達基州Louisville大學化學工程系的M ahendra K Sunkara (左立者) 和 Radhika Mani 。

奈米管網絡可以用來模仿人腦

4/9/2003，MIT Technology Review，美國太空總署Ames研究中心的科學家已經發現一種方法，可以用來培養相互連接的微小規模的奈米碳管網絡。奈米碳管網絡可以帶頭啟動一種新類型的電子技術，其中可以有鉅量的隨機接點，這種裝置會有點像人類腦部神經的連接。這類的奈米碳管網絡也可以形成各種感應器，傳統電子上的零件，或是用來一個個分子組裝材料中的模板。

為了要提供一個場所來讓奈米管可以成長並且聯結，科學家將聚苯乙烯的顯微小球瓦解，然後用一種催化劑將之擴散。這些顯微小球的直徑約500到2000奈米，而球與球間的距離約好幾百個奈米。接著科學家將聚苯乙烯燒掉，使剩下的僅是催化劑的較小的球體。科學家可以藉著改變溶夜的混合方式和顯微小球的大小，來控制奈米管和其接點的數目。在2到5年之內，這種結構物就可以用來當感應器，而在10到20年內，就可以用在奈米電子上面。

奈米醫學和奈米生物科技:

奈米光觸媒隔絕病毒 廠商忙生產

4/2/2003，台灣聯合報，嚴重急性呼吸道症候群疑似病例攀升，口罩已供不應求，已成功利用奈米科技，研發以二氧化鈦為隔絕病毒材料的基隆市唐威電子公司，昨天接獲廠商緊急訂單，正趕工生產，準備在今天交貨。　統稱「光觸媒」的二氧化鈦經過奈米科技處理後，其強氧化能力能使病毒萎縮分解，唐威電子公司與長庚大學四名教授合作，研發出光觸媒口罩，並已獲得專利，產學合作的光觸媒口罩分為五層，具有防塵及飛沬、抗病毒、吸附空氣中微粒等效果。

唐威電子公司總經理孫實慶昨天表示，與長庚大學教授合作的光觸媒噴霧劑也研發成功，噴霧罐裝的光觸媒可以直接噴在口罩、衣服、家具、毛巾上，使用範圍相當廣泛，光觸媒具有光再生效果，只經過太陽光或日光燈照射，就能重複使用。孫實慶說，外國也有類似的光觸媒噴霧劑產品，但都屬工業用，該公司生產的噴霧劑酸鹼值為七，屬於生物親合型的中性。孫實慶說，原本並未計畫在短期內生產光觸媒噴霧劑，因各家口罩廠商供不應求，昨天有廠商拜託該公司先生產噴霧劑供市場應急需要，因此將請工廠先趕出第一批六千支噴霧劑供應市場。

用分子力探針來研究蜘蛛絲

4/2/2003，Nanotech Web，美國的科學家利用一台分子力探針，也就是屬於原子力顯微術的一種，來研究蜘蛛用來捕捉昆蟲的蜘蛛絲。這種由球狀編織蜘蛛所吐出並且將之摻在它們的網內的黏性螺旋絲，具有一種非常獨特的強度和彈性的結合性質。此研究顯示這些黏絲可以延展到1000%。從美國加州大學Santa Barbara分校， Asylum研究所，加州大學Riverside分校，德州大學Austin分校的科學家們認為，從這些絲所產生的抗拉曲線上，可以看出這種材料是會自我修復的。

加州大學Santa Barbara分校的Helen Hansma說，我們是在觀察一種中介結構，mesostructures，也就是比單一分子要大，但是比大塊物質要小的結構體。他們發現在公分尺度和微米尺度間的捕捉絲抗拉實驗中，其抗拉力以一種指數的關係增加。這雖然是一種極簡單的數學關係，但是這是以前在所有材料的抗拉實驗中所從未見過的。而且在分子的抗拉曲線中一直都可以看到鋸齒狀的破壞情形，科學家認為這顯示出蜘蛛的捕捉絲是會自行修復的。他們希望藉著這種實驗可以對抗拉力的生物材料能有更進一步的理解，因而可以用此來設計出更抗拉力的合成材料。他們也希望能夠對這種令人驚訝的生物材料的進化能夠有所瞭解。

Eight legs good?
Emin Oroudjev和 Helen Hansma在觀察一隻在實驗皿中的蜘蛛。這張照片地一次是公佈在加州大學Santa Barbara分校的新聞裡。

用酵母菌的蛋白質來製造奈米線

4/1/2003，Nanotech Web，美國芝加哥大學和Whitehead生物醫學研究所的科學家，利用酵母菌的蛋白質微架構的模板，已經能製造出會導電的奈米線。這些蛋白質會自我組裝成一種絕緣性的纖維，而於此種纖維上塗裝金子或是銀的奈米粒子，就可以製造出直徑大約是100奈米的可導電奈米線。Lindquist和其同僚乃是利用一種Saccharomyces cerevisiae酵母菌的基因改良種Sup35p的蛋白質的N-端和中間區域(NM) 。在正確的條件下，這些蛋白質會自我組裝成直徑約10奈米的類澱粉纖維，而其長度約從60奈米到好幾百微米長。

這些蛋白質是經過基因改良的，因此會恨容易地形成供價鍵。這就意味著科學家可以沿著蛋白纖維的長度上，每個3-5奈米就可以附著上一個直徑1.4奈米的奈米金粒子。然後他們就可以藉著還原金子和其它金屬鹽類，來在纖維上塗裝出許多層的銀和金，而製造出直徑大約有80到200奈米的會導電奈米線。這些使用生物模板製造出來的金屬奈米線，其導電的特性和一般的固態金屬線一樣，當金屬奈米線的直徑約100奈米時，其標準的電阻是86歐姆。

Nanowires
這種由蛋白質自我組裝出來的類澱粉纖維的建構方塊，可以經過特殊加工來使其和奈米金粒子結合。
影像是由美國國家科學院提供。

利用微射流技術來找出最會游泳的精子

4/10/2003，Material Update，一個於微尺度中整合出來的微射流機器，無意中北發現可以用來幫助不孕的男人。在最先進的受孕技術中的一種，就是將一隻精子注射入一個健康的卵子。然而要用人工來篩選出活性強的精子，不僅是極耗費時間，而且事效率不高的方法，但是目前又沒有一種自動化的替代方法來篩選精子。

現在發表在分析化學期刊的論文中，美國密西根大學Shuichi Takayama所領導的一個研究團隊，已經開發出一種可拋棄式的簡單的微射流元件，可以用來將具活動性的精子，從不具活動性的精子中分離出來。他們的機器使用一個被動的幫浦系統，完全建構於重力和表面張力上面，來使得液體能夠穩定地流過一些微通道，而不需有任何外來的電力。具活動性的精子，因為具有能力在一個層流的流體中來穿越其流線，所以會經過一個特殊的通道離開這個系統。

參考資料：Passively driven integrated microfluidic system for separation of motile sperm
Brenda S. Cho, Timothy G. Schuster, Xiaoyue Zhu, David Chang, Gary D. Smith & Shuichi Takayama 。Analytical Chemistry 75, 1671–1675 (2003)

DNA讓分子馬達運轉不停

4/3/2003，Material Update，大部分人造的分子馬達一定要靠時間控制才能運轉，也就是要極費力氣地來操控每一個循環或是動力衝程，這是一件非常麻煩的事情。但是現在美國和英國的科學家已經發展出一種DNA的馬達元件，只要有被供給足夠的燃料，就可以一直連續地運轉不停。這種由英國牛津大學的Andrew Turberfield和其同僚所開發出來的奈米尺度分子馬達，乃是由DNA所製成的。事實上這些科學家所發明的乃是一個循環過程，其中一種標記為M的一段自由的DNA可以和一段標記為L的較長的DNA，其上有和其互補的鹽基序列，不停地重複結合和分離的動作。也就是說，這個M段在一個隨機捲曲共同體和一個伸直的雙螺旋體間循環。這種循環的過程就可以一直不停地進行，只要我們能夠繼續提供燃料，並且能夠將其產生的廢物移除。

Clinomics生命科學公司獲得美國冰凍組織微方陣的專利

4/3/2003，Small Times，美國Clinomics生命科學公司在一個新聞發表會中指出，該公司已經獲得美國國加專利局在設計和開發冰凍組織微方陣方面的專利。Clinomics生命科學公司表示，冰凍組織的樣品可以提昇用來做分析樣品的可靠度和活力性。這家公司也準備要來開發供應藥物開發中許多會應用到的微方陣，其中包括有基因和蛋白質特徵上的研究所需用到的微方陣。

美國加州大學要創造出可以阻擋濾過性病毒的量子點

4/4/2003，Small Times，美國加州大學Davis分校的科學家希望能夠創造出微小粒子的量子點，可以用來干預濾過性病毒，例如愛滋病的HIV，用來附著在細胞上的蛋白質。美國加州大學Davis分校化學系的教授，也是這個專案的主要研究員Jacquelyn Gervay說，這種概念就像是為這些濾過性病毒製造出一些誘餌。

HIV乃是經過一種蛋白質，也就是在濾過性病毒表面上的gp120，來附著在宿主的細胞上。Gp120會黏著在人體白血球細胞中的CD4蛋白質上面，同時也會附著在一種稱為半乳糖甘基神經醯胺，galactosyl ceramide或稱為GalCer的脂肪分子上面。GalCer可以在許多不同型態細胞的細胞膜上面看到，其中也包括腸道和陰道的表層細胞。科學家認為gp120和GalCer的結合，可能就是HIV會經由性交傳染的一個重要因素。GalCer可以在細胞膜裡面形成某些式樣，來讓許多的gp120蛋白質以一種特殊的方式來和其結合。材料科學家Marjorie Longo和她的實驗室就是在人造的薄膜上研究GalCer如何形成這些式樣，以及它們如何影響和濾過性病毒的結合。假使科學家可以找出一種式樣可以來最大化其和濾過性病毒間的結合，他們就可以應用化學家Gang-yu Liu所開法出來的工具，來在脂性塗裝的量子點上製造出這種式樣，然後再來測試這些量子點的抗病毒的活性。這些科學家的最終研究目標就是要製造出一種量子點，可以黏著在濾過性病毒上面，而來防止其進入人體細胞裡。

奈米新技術, 新發現和產品:

玻璃不再僅是「透明」的

4/9/2003，中國東方網，經常被人視而不見的玻璃，不再僅僅是「脆弱」和「透明」的代名詞。昨天，記者走進剛剛開幕的「第五屆中國國際玻璃工業技術及設備展覽會」，將各式各樣的「另類玻璃」瞧了個遍：鋼化玻璃猶如鋼鐵堅不可摧；七彩變色玻璃煥發出彩虹般的光芒；冬季，中空玻璃為你挽留住寒舍中寶貴的熱能；到了夏季，環保玻璃則成為屋內抵禦陽光輻射的堅實防線。

漫步於上海新國際博覽中心一號館，猶如置身17000平方米的水晶世界。耐火玻璃、減速玻璃、防眩玻璃、自潔玻璃等新品種、新工藝，變著法兒吸引記者注意。玻璃本身就是一種綠色建材，而低輻射中空玻璃，不僅沒有光污染，還能節能30％。利用奈米光催化技術處理過的自潔玻璃更是神奇，能自動去污、除霧，有了它，鏡子不會霧化、汽車前窗不用刮雨器、反光鏡不沾雨點、玻璃窗不必擦。而佔據展覽半壁「江山」的中空玻璃，則打出節能「王牌」。原來，家中若是使用普通單層玻璃做窗戶，開一晚上空調，有20％至25％的能量要被玻璃「放跑」；而若改用中空玻璃，玻璃空腔內的氬氣將使一半以上的「能量逃兵」回歸室內。作為亞洲規模最大的國際玻璃展覽會，此次參展商們對於玻璃在2008年北京奧運會和2010年上海世博會上的應用前景一致看好。

搏君一讀項目:

我們現在該製造些什麼

奈米碳管就是奈米結構材料的一種例子，而此圖就是其內部結構示意圖。其中的線段就是代表著那些佔據著六角形的碳原子間所產生的化學鍵。 Photo: pirx.com/Vincent H Crespi.

在N TNU的 Mari Ann Einarsrud教授就在研究一種智慧型的材料，就是一種稱為aerogel的東西, 此東西是透明的，而且有很好的絕緣特性，可以用在窗戶的保溫上。Photo: Rune Petter Ness

Photo: Rune Petter Ness

4/11/2003，NTNU，在華德迪斯奈的卡通裡，卡通人物都可以將各種化學物混合，來製造出各種奇妙的機器和材料。現在這種幻想已經成真了，科學家已經可以在原子的尺度上，為未來設計出新的材料。既然奈米科技可以讓我們幾乎是為所欲為，所以當今的問題不再是我們能製造什麼，而是我們要製造些什麼。這也是材料科技上的一個新的趨勢，也就是從需求面上所產生的特殊應用目的，從原子的層次上來特別為其設計，然後來開發出一種新的材料。

未來的材料將給人類許多新的可能性，它們將極聰明而有智慧，會有記憶而且有非常特別的功能。例如可以用來塗裝的薄膜，就可以依據特殊功能上的需求而來設計和製造，像是要增加其強度，或是要更抗腐蝕，或是能免被塗鴉等等。科學家僅要知道這個薄膜需要的是什麼特性，他們就可以從原子的層次上來將之製造出來，以能好好地利用此薄膜的特殊性質。

目前科學家認為這種新材料的奈米製造技術有幾個需求面較強的應用方向，其中包括有利用新材料的光學上的特殊性質，能夠用於微機電系統的新材料的特性，具有記憶能力特性的新的金屬材料，和其他各種具智慧型的材料等等。

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