關於奈米！

Question

請問一下
１．我們台灣的奈米科技法展如何？？（可以麻煩大大舉多點例子嗎？）
２．以後奈米科技的趨勢

關於上面題目感謝各位的回答　小弟感激不盡！

Answer 1

何謂奈米科技?其用途為何?


所謂的奈米實際上是一個度量單位nanometer (nm)的譯名，指的是十億分之一公尺(1 nm = 10-9m)，也就是百萬分之一公釐。

「奈米」為何？它可不是食用米，它是長度單位，代表10億分之1 公尺(nm)。奈米技術的應用，將可實現許多 「不可能的任務」，

例如把圖書館資料儲存在一顆方糖大小的記憶體內，並可製造出超迷你潛艇送入人體中修補人體組織等。

人類文明邁入二十一世紀後，哪些技術可能為人們的生活帶來革命性的改變？除了大家耳熟能詳的生物科技、資訊通訊外，

「奈米科技」必將是本世紀科技發展最重要的主角之一，甚至有人推測奈米科技對人們的影響將遠超過半導體及資訊科技的總和。

因為奈米技術掌握著資訊技術、生物技術、醫療、能源、以及環境問題等許多領域的發展與解決之鑰。因此，

目前所有科技先進國家都已積極投入奈米技術的研發，試圖搶占這波全新、全面化的產業革命先機。

什麼是奈米？奈米是長度單位，10億分之1公尺為1奈米(nm)，1 奈米相當於數個原子以上大小的尺度。

以1個1公尺高的小女孩為標準，若將她逐步縮小尺度，在奈米尺度下可以觀察到這個小女孩的 DNA分子結構。

如此一來，前美國總統柯林頓在2000年宣佈奈米科技成為美國最重要的課題時，

希望可以把國會圖書館所有資料放在一個方糖大小記憶體內的目標，以及類似電影「驚異大奇航」，

把超迷你潛艇送入人體中修補人體組織的這類的情節，將不再是「不可能的任務」。

然而，奈米技術不只是縮減物體的尺寸，製造出極小的零件而已。一旦物質尺寸小到 1nm至100nm範圍，

常會產生新的特性與現象，例如蓮花表面的奈米結構使污泥無法沾附、金的顆粒在5nm時熔點從1063°C下降至730°C、

奈米級TiO2導電性數倍於微米級TiO2等。

若這些現象能加以操控、製造及應用，將會對現有技術產生革命的改變，例如可以做出0.1微米(μm)以下的半導體。

全球視奈米技術為下一波產業技術革命，它是製造科技下一階段的核心領域，也將會重劃未來世界高科技競爭的版圖，

更將影響人類21世紀的生活方式，美國、日本及歐盟都已積極展開相關佈局工作，每年約投入 4至5 億美元進行研發。

目前美國在奈米結構與自組裝技術、奈米粉體、奈米管、奈米電子元件及奈米生物技術；德國在奈米材料、奈米量測、

及奈米薄膜技術；日本則在奈米電子元件、無機奈米材料領域已具優勢。

這些技術的發展勢必影響台灣現在具競爭優勢的半導體、光電、及資訊等高科技產業的未來。

對台灣而言，奈米科技是競爭力更上層樓的關鍵機會，奈米科技的發展將有絕大機會把台灣產業從代工層次升級到自我創新的地位，

引起一波產業升級潮流，將台灣的國際競爭力提昇至一流先進國家之林。





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，並不局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。4


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。5


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。6


微米（μm） 與奈米（nanometer,nm）都是度量衡單位，1μm = 10 -6m，1nm=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、成份、介面結構等控制在1~100 nm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」粒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，污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。

Answer 2

小奈米、大未來2003中央大學應用奈米技術研究成果發表會
圖片參考：http://www.ncu.edu.tw/~ncu7450/pic/line1.png
台灣的奈米科技產業(新聞稿)台灣的奈米科技產業       奈米科技在美國被喻為第四次的工業革命，而與生物科技及資訊科技同列為21世紀的「國家關鍵技術」，因而不遺餘力地投資發展。影響所及，世界各國也感染了這份急迫感，紛紛競相投入這股科技的爭逐。一般而言，奈米科技大致可劃分為奈米材料科技、奈米機電/光電科技、以及奈米生物/醫學科技三大領域，我們將依此順序來討論一下台灣奈米科技產業的現況和展望。       首先，在奈米材料科技方面，主要開發的目標包括(一) 結構機能應用：耐燃/阻燃、遠紅外線吸收、耐磨；(二) 化學催化應用：觸媒、殺菌；(三) 光、電、磁應用：被動元件、顯像/發光/高折射、導電/絕緣。因此在產業應用方面，包括了橡膠和塑膠、複合材料、人造纖維和紡織、樹脂、塗料、油墨、建材、造紙等。由於所需的資金和設備較為低廉，目前大概是國內產業界最投入的奈米科技領域。       其次，在奈米機電/光電科技方面，可包括(一)金屬機電和製造，細目如下：(1)奈米轉印製程和設備，可應用於光資訊、高容量數據儲存、顯示器等，但國內業界尚無相關技術；(2)奈米檢驗儀器，其中國內廠商多投入特性檢測，另有少數公司提供檢測服務之外，其餘結構及製程之檢測設備仍只有研究單位入；(3)奈米微粒製造設備，目前主要量產型皆仰賴進口，但已有國內設備製造商開始投入研發，惟限於塗料粒子和藥物粒子的研磨為主。       以奈米轉印技術為例，由於我國下游應用產業蓬勃發展，需求暢旺；而且屬於政府?勵補助的重點關鍵技術；加上資訊來源充足，正是目前國內模具產業轉型和升級的契機。值得注意的是，雖然上中下游整合分工良好，但多為中小企業，研發能力薄弱，需要政府輔導。       根據工研院對其產品市場的推估：微米/奈米模具在2008年的材料產值和應用市場產值分別為50億和250億新台幣；模具奈米結構表面改質技術則為5億和20億新台幣；而奈米精密加工技術為100億和300億新台幣。至於(二)奈米光子產業：目前除了學術及研發單位在理論計算、奈米製作技術、量子點及其雷射應用有所推展之外，國內業界並無投入，頗為可惜。       其實，台灣的原有光電產業的蓬勃發展，加上光子晶體的製程和設備相容於現有的半導體加工技術，而製作量子點的磊晶成長技術也已經有相當的掌握，若能加速人才、設備和研發的投資，可望帶動整個奈米光子相關產業。另外，(三)光資訊儲存產業：台灣廠商為了擺脫付給外商高權利金的陰影，已由工研院結合近三十家廠商成立「台灣前瞻光儲存研發聯盟」，致力於自訂新創的光碟規格。一旦產品化自訂的光碟新規格，台灣廠商將可主權在握，工研院並預估光碟產品的年產值於2008年達到1兆元新台幣。       最後，有關奈米生物/醫學科技，主要的應用可包括：製藥奈米化、生物晶片的設計和製作，以及奈米仿生偵檢器等等。對此國內的產研學界似乎尚待更積極的投入。 

Answer 3

A：我們台灣的奈米科技法展如何？？Q：這幾年來，在我國政府相關政策制定會議中，陸續揭櫫重要之奈米科技政策，如八十九年十二月行政院科技顧問會議與九十年一月全國科技會議結論皆指出奈米科技為我國未來產業發展重點領域的方向。故在九十一年由國科會、行政院科技顧問組、中研院、教育部、工研院、經濟部、原子能委員會及環保署等單位二十五位代表，組成【奈米國家型科技計畫工作小組】，於九十一年六月行政院國家科學委員會第157次委員會中通過奈米國家型科技計畫，預計於九十二年一月開始推動。並於九十一年九月成立【奈米國家型科技計畫】辦公室，冀盼藉由計畫辦公室整合產學研力量，建立我國發展學術卓越和相關應用產業所需要之奈米平台技術，同時加速培育奈米科技所需人才，奠定我國奈米科技厚實之基礎；並且利用奈米科技帶來之創新和我國在高科技製造業累積之優勢，以及在學/研機構長期建立之研發能量，著重創新前瞻之研究，開創我國以技術創新、智權創造為核心之高附加價值知識型產業。並因為奈米科技之注入，帶來新的機會，使我們得以在奈米科技產業全面發展之時，將奈米科技的特性，轉成實際應用進而產生具體經濟成效，是今日所有科技發展先進國家重視奈米科技最主要因素，也是我們建議推動國家型研究計畫的緣由。我國由奈米製造的物品不計其數，如化妝品.保養品.光觸媒.汽油添加劑.研磨液.奈米碳管場發射顯示器.奈米量測儀器.顯微鏡......很多A：以後奈米科技的趨勢Q：美國美國國家科學委員會通過贊助國家奈米科技基礎建設網路計畫美國國家科學委員會（National Science Board）於西元2003年底批准「國家奈米科技基礎結構網路計畫」（NNIN），將由全國13所大學共同建構支持全國奈米科技與教育的網路體系。該計畫為期5年，於西元2004年一月開始執行，將提供整體性的全國性使用技能以支持奈米尺度科學工程與技術的研究與教育工作。預估5年間至少投資美金700億元的研究經費。計畫目的不僅在提供全國研究人員頂尖的實驗儀器與設備，並能訓練出一批專精於最先進奈米科技的研究人員。1. 美國發展最新奈米細胞製造技術奈米技術可製造出粒子小於人類血管大小的物體，但如何將這些細微的粒子放在一起呢？美國國家標準與科技協會（NIST）指出已研究出一種生產一致的，且能夠自行組合的奈米細胞（Nanocells）的方法，以應用在封裝壓縮藥物的治療工作上，目前該技術已提出專利申請。這種技術當前可被運用在藥物的包裝技術上，可以更精確地確保藥物的用量，未來將運用在癌症化學治療的相關技術上作更進一步的研究。奈米計畫是西元2005年聯邦跨部會研發預算的主軸，達美金9.8億元比去年增加2.2%。 （美國2005會計年度的科技研發預算分析，參照http://www.aaas.org/spp/rd）2.DNA檢測晶片的進展 西元2004年一月，美國HP正式對外發表其用來快速進行DNA檢測的奈米級晶片。取代目前在DNA檢測上採以光學原理為基礎的「基因微晶片法」（DNA microarrays）繁複的檢測步驟，HP團隊改由將此繁複步驟交由電路晶片處理；製作上，DNA檢測晶片的趕策元件是一條利用電子束蝕刻法（electron-beam lithography）與反應性離子蝕刻法（reactive-ion etching）所製成粗細約50奈米的奈米線。然就商業上考量，成果卻過於高昂，因此研究團隊正發展利用較便宜的光學蝕刻法（optical lithography）以製成DNA檢測晶片元件的技術。 3.地下水污染改善之研究地下水污染是近年被廣泛討論的一項重大議題，目前能準確找出與清除地下水污染的技術並不成熟。西元2004年四月，美國發表了一種奈米微粒（nanoparticles）技術，在此微粒中心為鐵芯（iron）而其外則由多層聚合物加以包覆，其中，內層是由防水性極佳的複合甲基丙烯酸甲脂（poly methl methacrylate;PMMA）包覆，而外層則由親水的sulphonated polystyrene進行包覆。由於親水性外層使奈米微粒溶於水，內層防水層則能吸引污染源三氯乙烯（trichloroethylene）。奈米微粒中的鐵芯使得三氯乙烯產生分裂，進而使得此項污染源逐漸分裂成無毒的物質。 4.啟動癌症奈米科技計畫 為廣泛將奈米科技、癌症研究與分子生物醫學相互結合，美國國家癌症中心（NCI）提出了癌症奈米科技計畫（Cancer Nanotechnology Plan），並將透過院外計畫、院內計畫與奈米科技標準實驗室等三方面進行跨領域工作。計畫設定了六個挑戰： Ａ.預防與控制癌症：發展能投遞抗癌藥物及多重抗癌疫苗的奈米級設備。 Ｂ.早期發現與蛋白質學：發展植入式早期偵測癌症生物標記的設備，並發展能收集大量生物標記進行大量分析的平台性裝置。 Ｃ.影像診斷：發展可提高解析度到可辨識單獨癌細胞的影像裝置，以及將一個腫瘤內部不同組織來源的細胞加以區分的奈米裝置。 Ｄ.多功能治療設備：開發兼具診斷與治療的奈米裝置。 Ｅ.癌症照護與生活品質提昇：開發改善慢性癌症所引發的疼痛、沮喪、噁心等症狀，並提供理想性投藥裝置。 Ｆ.跨領域訓練：訓練熟悉癌症生物學與奈米科技的新一代研究人員。 歐盟1. 歐盟的國際奈米科學研究政策歐洲為全球最早開始進行奈米科學研究的區域，但由於當時並沒有歐盟加以居中協調與規劃，因此在研究初期因為缺乏資金援助、相關管理上的支援，同時因為面臨專利取得的問題，導致研究人員遭遇許多阻礙，西元2004年五月，歐盟議會（ European Commission；EC）對歐洲地區與國際社會發表一系列有關於奈米科技的專案計畫，以宣示歐洲對於提高奈米科技競爭力的決心。歐盟將其計畫分為五個主要區域：研究與發展（R&D）、基礎建設（infrastructure）、教育與訓練（education and training）、創新（innovation）以及社會層面（societal dimension）。根據預估，如歐盟計畫能順利推展，在西元2010年前將可望為歐洲創造上百億歐元的經濟營收。歐盟議會也強調提高社會大眾對於奈米科技的認知，也同樣屬於整體奈米發展計畫的一部分。另外，公眾健康、安全、環保問題及消費者保護也同樣被包含在此項議題之中。目前，奈米科學及奈米科技仍屬於新興的R&D領域，其所必須解決與進行研究的對象都存在於原子與分子的階層中。奈米科學在未來幾年內的應用是眾所矚目，且必將對所有的科技產生重大影響。在未來，奈米科技的研發工作也將對人體保健、食物、環保研究、資訊科學、安全、新興材料科學及能源儲存等領域產生重大的改變。目前歐盟所進行的第六期架構計畫（FP6）中（西元2004～2006年），奈米科技與新興材料研發的經費約為歐元13億，而歐盟議會也有意提高經費並延長研究時程（由西元2007～2013年）。同時為凝聚與加強所有歐盟會員國在奈米科學方面的研究，因此在規劃上歐盟議會也有意召集民間與其他單位的專家凝聚共識，以強化整體歐盟在此方面研究領域的力量。52. 創新接繼中心在西元1995年由歐盟委員會成立「創新接繼中心」（Innovation Relay Centers, IRCs）。這個的組織和美國國家科技移轉中心具相同功能。區域性的創新接繼中心總數近70個，支援至少位於30個國家的相關科技移轉中心。創新接繼中心的目的，是將有問題的公司和能提出解決方法的公司結合在一起。歐洲多數的奈米科技公司都可受到創新接濟中心或區域創新和科技移轉策略計畫的援助。歐洲奈米科技計畫接受金援的方式和美國大致相同，有些是屬於國家型計畫。歐洲有多個跨國研發機構，以泛歐工業研發網路為例，其專門提供無條件研發補助，目的將研發成果發展為產品。透過泛歐工業研發網路提供的資金補助的國家包括奧地利、挪威和英國。其他在比利時、德國、斯洛伐尼亞、冰島和以色列還包括貸款和免償型補助。多數情況下，補助金額不超過計畫完成的所需總金額的七成，剩餘部分多仰賴地方政府和其他有意願者贊助。日本1. 日本理研的奈米科學研究現況報導日本物理與化學研究所（RIKEN）（簡稱理研）係一跨學門的研究組織，該所各部門分布在日本的7個區域。RIKEN的主要基地－和光園區，設置發現研究中心（DRI）、新領域研究系統（FRS）及頭腦科學中心（BSI）等3研究中心。RIKEN進行的研究可區分為三類：DRI主要進行小型但具備長程觀點的培育研究計畫；FRS同樣執行小型計畫，但以由上而下的方式，進行較具動態的中程及中等規模的計畫；至於研究中心則是進行以目標為導向的中至長程的大型計畫。RIKEN在西元2003會計年度下半年（西元2003年十月至2004年三月）的研究預算共美金474.8百萬元，全年預算超過美金9億元。雖然西元1986年起RIKEN開始從事奈米科學之研究，但正式的奈米科學計畫則是自西元2002年開始，初期選定有18項的奈米科學計畫，並陸續分別在各研究中心進行。72. 日本提高奈米科技預算與產業合作（JAPAN BOOSTS NANOTECHNOLOGY BUDGET AND INDUSTRIAL COOPERATION ）根據日本科學與科技政策顧問委員會（Council for Science and Technology Policy）消息指出，日本在西元 2004 年會計年度（由 4月1 日起）中，奈米科技預算成長 3.1 個百分比，達到美金 8.8 億元。同時，兩個主要負責日本奈米科技研發計畫的政府部會，其預算也都有成長。負責推銷即將完成的研發工作的日本經濟產業省（Ministry of Economy Trade and Industry, METI），預算由西元2003年的美金0.97億元提升到西元2004年的美金1.1 億元。奈米科技與相關原料研究被指定為四個最高優先項目之一，其他領域包括資訊與通訊、生命科學與環境研究。日本的預算是經由日本大藏省（Finance Ministry）批准，再由日本國會（Japanese Diet）制定為法律。日本文部科學省（Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, MEXT）的奈米科技研發經費，則由美金2.3 億元成長到美金2 .4億元，將著重在基礎原料研究與新藥物研究計畫上。