王宗偉
理工學院
材料科學系
奈米科技,從早期人類只能以肉眼可見的部分進行觀察,在眾人的眼中,巨觀世界就是我們的全部,直到16世紀,光學顯微鏡的問世,才將科技往微小尺度的方向帶領,而真正要發展探究微小尺度的世界,也是等到20世紀電子顯微鏡開始發展的時候,才有重大的進展,主要是因為電子顯微鏡是以電子波取代光波,電子的波長相較於光子短,可以讓顯像高達肉眼可見的50萬倍以上,比光學顯微鏡縮小的尺度更高。
蓮花效應,是我們生活中最常見到奈米科技的例子,在過去古人就發現這個奇異的現象,所以在國文課本中,更以蓮花比喻人的性情出淤泥而不染的高潔,不過過去的人卻始終無法了解蓮花之所以可以在泥濘中,而不沾染汙穢的秘密,在電子顯微鏡下的微觀結構,可以看到蓮花的表層具有1mm絨毛的粗糙結構,這些結構比水分子和污垢還要微小,可以使表層形成疏水性,達到防水防污的效果,自然中也有其他的奈米應用,可以發現蝴蝶身上的鱗片,也是具有奈米的特性,經過光線的折射和散射,可以產生絢麗的花紋,至於昆蟲和壁虎的腳,也是因為具有奈米特性的微小纖毛,使他們可以在牆壁上面爬行。
從生態系中,我們可以發現,將物質所放到微小尺度下面,可以產生一些特殊的性質,將這些特性進行操控應用於生活中,也是奈米科技的核心主軸,早期,人們雖然不懂這個觀念,但是在生活中的嘗試下,也有發現了一些應用面,比如說在鑄劍中添加碳、矽、鋁等元素,產生奈米合金,使成品的具有良好的韌性,不容易斷裂,在教堂中,畫像上面的紅寶石色澤,是因為金在奈米的尺度下,呈現的紅色色澤,人們經過不斷的嘗試,發現各種材料的奈米性質都有所不同,進而努力的去發展這些特性,這項科技在未來也具有相當的潛力,比如說現在熱門的量子點電視就是一個很好的例子,當金屬的粒子縮放到不同尺度的奈米尺寸,在紫外光的照射下,可以觀看到不同的顏色,在顏色的表現上,也比一般傳統的電視機有更好的色彩飽和度,將奈米特性應用在車蠟上面,可以達到自潔的效果,若是將晶片進行奈米的塗佈,更可以達到防水、防油的特性,可以使晶片不會輕易的因為外在的影響而損壞掉,除此之外,奈米科技還可以應用在玻璃上面,一般的玻璃主要是平面玻璃和毛玻璃,如果在外層塗上奈米高分子,可以在通電後,使高分子的結構整齊排列,達到控制透明度的特性,在應用層面,可以將其安置在會議室,防止他人觀看,或者是高價的珠寶展示台,防止小偷發現而被偷走等等應用。
奈米可以因為尺寸的不同,影響材料的物理性質和化學性質,進而產生不同的特性,在現在的生活中被廣泛的應用,這也導致仿冒品的大量出現,影響消費者的權益,了解不同奈米材料的特性,在我們知道奈米科技的應用之後,可以了解科技發展的極限,幫助我們生活更加的便利,也可以避免被網路上面華而不實的廣告詞誘騙,讓這些科技達到正向發展。