2015年8月21日 星期五

奈米科技的定義

        奈米科技乃根據物質在奈米尺寸下之特殊物理、化學和生物性質或現象,有效地將原子或分子組成新的奈米結構;並以其為基礎,設計、製作、組裝成新材料、器件或系統,產生全新的功能,並加以利用的知識和技藝。有別於傳統由大縮小的製程,奈米科技乃由小作大。

        奈米科技(nanotechnology)包含量測、模擬、操控、精密安放和創製小於100奈米級的物質。操縱數個至數十個,最多一至二百個原子之科學。奈米技術之各項研究領域,並不侷限在某一單一研究領域上,只要研究標的為奈米級之事務,均屬於奈米技術之範疇。

        奈米科技簡單地說是經由奈米尺度下對物質的控制,以創造及利用材料、結構、裝置或系統。奈米結構是藉由原子、分子、超分子等級的操控能力以產生具有新分子組織的較大結構,這些結構具有新穎的物理、化學和生物的特性與現象。奈米科技的目標是去探討這些特性與現象,且有效地製造並利用這些結構。

 
        奈米科技實際上並無統一的定義,一般說法係指物質在奈米尺寸下呈現出有別於巨觀尺度下的物理、化學或生物特性與現象。所謂奈米科技便是運用這方面的知識,在奈米尺寸等級的微小世界中操作、控制原子或分子組合成新的奈米尺度結構(奈米材料),以便展現新的機能與特性。以此為基礎,設計、製作、組裝成新的材料、器具或系統,使之產生全新功能,並加以利用的技術總稱。奈米科技的最終目標是依照需求,透過控制原子、分子在奈米尺度上表現出來的嶄新特性,加以組合並製造出具有特定功能的產品。

        微米(μm)與奈米(nanometer,nm)都是度量衡單位,1μm=10-6m1nm=10-9m。而材料尺度由微米到奈米所代表的意義並不只是尺寸的縮小,同時,新而獨特的物質特性亦隨之出現。在奈米的領域下(1~100nm),許多物質的現象都將改變,例如質量變輕、表面積增高、表面曲度變大、熱導度或導電性也明顯變高等,因此也就衍生了許多新的應用。奈米科技便是用各種方式將材料、成分、介面結構等控制在1~100nm的大小,並改變其操控,觀測隨之而來的物理、化學與生物性質等的變化,以應用於產業。
 

        奈米效應與現象長久以來即存在於自然界中,並非全然是科技產物,例如:蜜蜂體內因存在磁性的「奈米」例子而具有羅盤的作用,可以為蜜蜂的活動導航;蓮花之出汙泥而不染亦為一例,水滴滴在蓮花葉片上,形成晶瑩剔透的圓形水珠,而不會攤平在葉片上的現象,即是蓮花葉片表面的「奈米」結構所造成。因表面不沾水滴,汙垢自然隨著水滴從表面滑落,此奈米結構所造成的蓮花效應(Lotus Effect),已被開發並商品化為環保塗料。

(參考資料:http://nano.nsc.gov.tw/main/1/1_03.html)
 

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