神奇的奈米科技

文/李文生

奈米(nanometer)是一個長度單位,1奈米相當於十億分之一公尺,約為分子與DNA大小。0.1奈米到100奈米這範圍,稱為奈米尺度。物質小到奈米尺度時,會出現不一樣的特性,譬如將黃金研磨成超微細的金奈米粉體,顏色不是金色而是紅色、將碳原子排列成碳奈米管,重量只有鋼的六分之一,但強度卻是鋼的一百倍。

生物世界裡,由原子組成分子,分子組成細胞,細胞建構組織,組織組成器官,器官形成系統,最後形成完整的高等生物體。奈米科技便是模仿這樣的方式,藉助先進的顯微鏡與技術,將原子、分子設計組合成基本的奈米結構,然後逐步往上製作、組裝成新的材料、元件或系統,配合應用奈米級物質材料特殊的特性,創造出許多新發明。

蓮花出淤泥而不染,是因為荷葉表面自然的奈米結構,使水滴形成滾動的水珠帶走灰塵。利用同樣的原理,加了奈米塗料的紙張衣料可以防水抗油、上了奈米釉料的衛浴設備可以防污抗菌。生物世界基本功能運作的單位便是奈米尺度,因此奈米級藥物可直接進入細胞膜,身體吸收更快。其他聽起來像是天方夜譚的點子,如直接摧毀病毒和癌細胞的奈米炸彈、可捲起來帶著走的超薄型電腦、一座直達太空的電梯等,在未來都可能實現。

先進國家目前正積極發展奈米科技,台灣也不例外。奈米科技雖然帶來許多革命性的創新,但它的負面影響也不容忽視。科學家已經開始研究奈米顆粒對人體與環境的毒性影響,任何一個新技術的發展還是需要有適當的規範和限制才行。