十二種語言選擇
文章分類
發佈訊息
我的好友文章網誌
小提醒:
<<
>>
1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
奈米豆漿上市囉!
2006-06-22 01:36:21

「奈米豆漿上市囉!」咦?了然今天的文章標題可真另類!那個附加了「奈米」詭異名稱的新型豆漿究竟又是啥米碗糕?Well,「奈米豆漿」並不是用「奈米」來磨製而成的豆漿,那是最近發生在台灣的一則笑話…

近年來,「奈米」那個字眼在全世界各行各業的不同領域裡,被一窩風地炒得火熱!舉凡高科技如 SDRAM、LCD、CD-R 之類的明星產業,乃至於服飾、燈具、馬桶、中藥以及食品、化粧品等等的傳統產業業者,如今沒事幹都喜歡把「奈米」那兩個字掛在嘴邊!…

不久前台灣某家豆漿店打出了「奈米豆漿」的招牌,豆漿店老闆以為「奈米」是一種米,於是就告訴上門的顧客那是用一種「特選的上等好米」所磨製而成的新型豆漿… 無獨有偶,同樣的笑話也出現在台灣海峽的彼岸,今年中國大陸發生一起極為轟動的「奈米水」官司事件,消費者因為買了高科技的「奈米水」而喝出了毛病…

「奈米」並不是一種米,也不是一項高科技的特定技術,它是一個長度的單位!一奈米 = 1 nm(nano meter),也就是十的負九次方公尺、亦即十億分之一公尺;了然在此用一個「倒數」的觀念來作說明:1 million=一百萬=1,000,000=十的六次方、1 million 的倒數=十的負六次方=1μm(micro meter、micro meter 也簡稱為 micron);1 billion=十億=1,000,000,000=十的九次方、1 billion 的倒數=十的負九次方=1 nm,也就是一奈米、1 nano meter…

大約一年前,當台灣的報章雜誌在報導「台積電、聯電」的半導體製程技術時,記者常引用「次微米」的字眼;一微米=1μm、而「次微米」為 1μm 的十分之一,也就是 100 nano meter!當尺寸的大小在 100 奈米以上時,人們習慣以「次微米」來作稱呼,但尺寸若小於 100 nano meter 時,則一概都以「奈米」名之… 換句話說,nano meter 的適用範圍在 1~99 奈米之間!那麼究竟「一奈米」到底有多大呢?那是人的肉眼所無法看見的!如果把地球的直徑「奈米化」,也就是將它除以十億倍的話,那麼地球就會縮小到如同一顆「彈珠」一般!…

相信很多人都看過名為「聯合縮小軍、Fantastic Voyage」那部古老的科幻電影,一艘潛水艇搭載著五名裝備齊全的科學家,被一根纖細的針筒打入某個病人的血管中,順著血液的流動來到人體內病變的患部進行醫療式的修復,之後潛水艇再經由該病患的淚水排出體外… 前述情節是西元一九六六年出品科幻電影中經典的一幕,人們對於三十餘年前拍攝影片中所描述的影像,至今或許仍感到不可思議,不過,那種對未來世界充滿想像的神奇科幻,或許在三十年後就能夠真正地實現了?!因為人類第四波的工業革命剛剛起步,那就是「奈米科技、Nano Technology」…

世界知名的諾貝爾物理學家「理查.費曼、Richard Feynman」,在一九五九年提出一項令全球科學界同聲譁然的驚人構想:「把二十四卷大英百科全書寫在一個針尖的上頭」… 四十年前被視為駭人聽聞的瘋狂之舉,今天的科學家卻認為那是簡易可行的:只要縮小四千萬倍就可以辦到了!而「奈米科技」則是將四千萬分之一再縮減二十五倍…

人類將「奈米」科技運用在商業的用途上不過是近二十年的事,然而,真正將奈米科技從實驗室的研發階段直接導入商業化應用的熱門話題人物,卻是美國的前任總統「柯林頓、Bill Clinton」;柯林頓任內的美國總統科技顧問 Neal Lane 在西元二○○○年曾公開宣示:「如果問我,誰會是科技領域中最可能產生的明日之星,我會將她指向『奈米』的相關科學與技術。」…

柯林頓宣布美國將以政府的雄厚財力為後盾,傾全力投入「奈米」相關商業化產品的研究開發,務使美國能夠成為繼資訊產業之後下一波主流競賽_奈米科技的盟主!緊接著,日本、歐盟甚至於中國大陸與台灣,都陸續宣布由政府主導、重金投入奈米科技的相關領域研發,惟恐自外於這一波「奈米」競賽的全球科技洪流熱潮!…

根據美國白宮科學與技術顧問會的估計,在未來的 10~15 年內,奈米產品的市場產值將高達一兆美元的龐大規模,並成為全球僅次於半導體的高科技產業!然而,半導體業界發展了將近三十年,西元二○○一年她的全球產值也不過二千億、合一兆美元的 20%;「奈米科技」的相關研究目前才剛剛起步,如何能在往後的 10~15 年之間,就像噴射火箭般快速爆發出一兆美元的驚人能量?!

「奈米」材料之所以能夠在短期間內具有革命性的高度進展,從「科學」的學術領域快速切入「科技」應用的商業化量產階段,其主因在於她跨越「材料、機械、電子」與「生技」等四大領域,因此其影響面就遍及「傳統」與「高科技」產業的深廣範疇,也使得奈米材料所創造出的龐大商機,直逼半導體尖端科技產業的全年總產值…

傳統產業一般多以塊狀材料(Bulky Material)為素材,當材料被微小化到「nano、奈米」的尺寸時,其物理、化學性質就會產生出人意料的不尋常變化!某個不導電的材料成為導電體、而原本導電的卻變成了不導電,那也等同於一種全新材料的發明!奈米材料正在為人類創造出一個美麗的新世界,而在這場新型的高科技工業革命中,傳統產業早先一步有了新產品的問世,預計十年內,其全球每年的總產值將高達三千四百億美元!…

那麼究竟奈米材料又具備有什麼樣不尋常的物理、化學特性呢?事實上,在我們生活週遭的大自然界裡,自古以來就存在著許多不計其數的「奈米現象」:中國古代的騷人墨客喜歡吟頌「出於污泥而不染」的那句詞兒,為什麼蓮葉的表面能夠不沾污泥?因為在她葉面表層所呈現的就是奈米級的尺寸結構;為什麼鴨子在水中游泳,但牠的翅膀卻不會透水浸濕呢?那是鴨毛的表面也同樣具有奈米級的排列架構呀!那些自古以來長時期存在於地球的諸多自然現象,由於「肉眼無法觀看、儀器無法測量」以及「思緒無法想像」,因此一直都未曾被人們所發現…

了然今天舉一個相當普遍的化學品「二氧化鈦」為例來作說明:二氧化鈦俗稱鈦白粉,這裡提到的「鈦白粉」是工業用的化學原料、而非家庭主婦在廚房裡所使用的「太白粉」;鈦白粉的分子式為 TiO2,二氧化鈦是一種白色顏料,她被廣泛添加在如「白色油漆、白色紙張」以及「白色布料」的著色製程中!…

當 TiO2 的粉末粒徑在 200~300 奈米範圍時,由於顆粒的大小與可見光的波長相當,對於光散射與光遮蔽均有良好的效果,因此常被應用於白色塗料、塑膠著色以及鈍光纖維的生產製程;若二氧化鈦的粉末粒徑被研磨到 20~50 nm 時,其顆粒尺寸接近 UV、紫外光的波長範圍,此時 TiO2 具有極佳的紫外光吸收效果(UV 的波長範圍在 10~390 nm 之間,她的高峰、Peak 出現在中間值 200 nm 附近,而 200 nm 的 1/4 處具有最強的光吸收效果),人們於是將她當成了纖維布料的 UV 吸收劑,或者應用在防曬化粧品的調配製程裡;當 TiO2 的粉末粒徑縮小到 10 奈米以下時,由於其顆粒大小已遠低於 UV 的波長範圍,此時的二氧化鈦具備「光催化」的量子效應機制,業者於是將她應用在「自潔、抗菌」的抽水馬桶以及能夠防止細菌蔓延滋生的服飾纖維衣料上…

了然在前面以生澀的口吻,把有關「奈米材料」領域較為專業的某些名詞作了一番解釋;接下來我改用較生活化的口語字句,將奈米材料應用在相關產業的實際案例,以「衣、食、住、行、育、樂」的幾個項目來分別說明如下…

(一)衣的方面:我在先前曾提到「人們將 TiO2 粉末當成纖維布料的 UV 吸收劑,也把她縫製成能夠防止細菌蔓延滋生的衣料服飾上。」在台灣,這項纖維的改質技術已經十分成熟,而最普遍的應用則是將微細的「奈米化粘土、Nano Clay」添加在 Nylon 的合成纖維裡!紡織業者將奈米級粘土植入纖維之後,就能夠生產「抗菌、防曬」型的機能性衣料用絲…

去年十月十九日,台灣「遠東紡織公司」舉行她創業五十三週年的員工運動大會,遠東集團的總裁徐旭東先生,在自己的身上穿著一件米黃色的休閒夾克,那是一件預先植入「奈米級陶瓷」顆粒的新款服飾,不起眼的奈米陶瓷讓那件夾克擁有了「保暖」以及「不沾水、不沾塵垢」的多重功能!…

(二)食的方面:了然在本文的開頭已談過「奈米豆漿」和「奈米水」的相關話題。目前台灣的「九鼎生技」公司,正積極研發奈米級的「中藥」,該公司的研發人員嘗試將中國草藥研磨至奈米的尺寸等級,目的是想提高傳統草藥在人體內的吸收效率,並進而取代過去長時間熬煮的費時模式!根據美國國家科學基金會(National Science Foundation)所作的市場調查報告顯示,西元二○一五年全球「奈米生技醫藥」的占有率,將高達整體藥品市場的 18%、合一千八百億美元…

長久以來一直從事食用黃金研製的「全球奈米科技公司」,近期已成功開發出奈米等級的「食用黃金」… For What?據該公司總經理唐上文指出,將奈米化的食用黃金添加在釀酒的製程裡,除了能夠加速製酒的熟化過程之外,也可以讓酒變得更香甜與可口!…

(三)住的方面:這是奈米材料在實務應用上一個深具潛力的明星項目!了然先前提過:「當 TiO2 的粉末粒徑縮小到 10 奈米以下時,由於其顆粒大小已遠低於 UV 的波長範圍,此時二氧化鈦具備『光催化』的量子效應機制。」這種 TiO2 另有一個別稱就是「光觸媒」,由於她具備很強的殺菌能力,近年來許多業者把光觸媒調製成「殺菌塗料」,並將之塗佈於醫院外牆、內部走廊通道以及孕婦產房、小 Baby 育嬰室等處所,如此一來,牆面就得以永久保持無菌的乾淨狀態!…

從二○○一年開始,台灣的第一大建材公司「和成欣業」以豐厚的酬金,邀聘香港知名影星劉德華為她的馬桶衛浴設備拍攝電視的廣告短片,當時和成欣業是以自行研發「不沾污垢、自潔功能」的新型馬桶而請來天王巨星為她代言;該公司將奈米化的釉料塗佈於馬桶等衛浴設備的外表,那種釉料由於兼具「殺菌」以及「不沾污垢」的自潔功能,因此在市場上造成了熱賣的狂潮…

「台灣日光燈」公司是本地歷史最悠久、規模第一大的日光燈製造廠家。翻開「台光」的年營收歷史資料:從民國八十四年的新台幣四十二億六千萬元逐年下降,到去年為止,她的年營業收入只剩下二十六億八千萬元,跌幅高達 37%;而其近五年來的投資報酬率則為 –91.49%!台光董事長鄭楠盛無奈地表示:「從前年開始,燈具市場每年萎縮 10%,我們的股價也從民國八十四年的六十幾元,一路跌到目前的三元左右。」台光公司在前年十一月底成立「納米科技事業部」,希望在市場逐漸萎縮的未來,提高燈具的應用範圍甚至顛覆自己過去在產業中所作的定位,而第一個入選的新產品就是「奈米涼風扇」,該公司的研發人員現已成功開發出可以兼具「除臭、殺菌」雙重功能的涼風扇!另藉由與中山科學研究院共同合作研發擁有全球專利的「奈米級燈管」技術,試圖在傳統的燈具市場能有革命性的突破與進展;台光奈米科技事業部的黃處俊經理樂觀預估,該公司今年的營收將有十倍的「爆炸性」成長,而鄭盛楠董事長則表示:「未來還會有一些令大家『意想不到』的新產品即將推出!」…

(四)行的方面:了然在前面提過「將奈米化的微細粘土添加在 Nylon 的合成纖維裡,就能夠產製『抗菌、防曬』的機能性衣料用絲。」同樣的道理,添加 nano 等級的粘土之後,業者也能紡製「耐衝擊、耐高溫」的工業用絲,那種名為 Tire Cord 的高強度、高剛性合成纖維,就是轎車、卡車輪胎的線型補強材料…

若是從全球「奈米材料」發展史的角度來檢視,原來最先發表奈米科技的公司就是日本的「TOYOTA 汽車」;她在一九八七年率先提出「Nano Clay/Nylon」複合材料的製程技術專利,隨後 Ube 公司在一九九○年首次為 TOYOTA 量產商業化的相關產品,該產品就是後來被 TOYOTA 公司應用在座車引擎蓋下方的「時規皮帶外罩」!…

(五)育、樂方面:這個項目也是五花八門、不勝枚舉!一棟座落於南台灣屏東縣潮州鎮鄉間的矮小房屋,正是「聖兒莉公司」研發奈米級化粧品的發跡地點所在;早年聖兒莉化粧品公司累積了先前十多年為人代工的經驗,自民國八十八年起她開始自創品牌,並與成功大學、台灣大學合作研發推出「奈米系列」的化粧保養品!如今仍在成大攻讀化工博士學位的聖兒莉執行長羅宏丞說:「我們的關鍵技術在於製作奈米級的囊球,將所需的活性成分擺進球內,使囊球可以下沉到皮膚的最底層。」…

至於在高科技的半導體與光電產業方面呢?半導體的關鍵技術原理來自於 IC 的基本原料_矽,如今「奈米碳管」的研發已漸趨成熟,相關業界認為她對半導體的既有產業將產生極大規模的衝擊,奈米碳管在二○一○年左右將取代 IC、積體電路元件中的矽,也很可能把 TFT-LCD 給一舉淘汰消滅掉!…

奈米碳管是一種奈米尺寸的圓筒形碳管,她最大的特色是抗拉強度為不銹鋼的一百倍,彈性極佳、即使彎折 90 度也不會斷裂,而其導電性、導熱性都極為出色!一般預期奈米碳管在未來最具爆發性的運用即在 IC 的元件中;另以奈米碳管合成而製作的顯示器,其「Prototype、原型機」如今也已問世,由她具備有極高的效能等級,因此業界普遍認為奈米碳管將有機會取代薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)的現今地位…

Well,了然把奈米材料應用在相關產業的實際案例,以「衣、食、住、行、育、樂」的幾個項目分別逐一作了說明,接著再來檢視一些屬於「Miscellaneous、雜項」卻又不容忽視的幾個超級大項!…

美國投入奈米材料的研發已有二十多年的歷史,而在亞洲地區則以日本居榜首之位;過去日本在半導體的產業方面已喪失主導的先機地位,因而希望在「奈米科技」的領域中能夠扳回一城、取得領先… 另多年前曾經轟動全球軍備界的隱形戰機,就是將大小只有奈米等級的素材做成塗料之後,利用超微細粒子吸收紫外線的特性,使雷達難以偵側其方位的所在;而中國解放軍目前所配戴的隱形衣,也是運用類似的奈米科技材料製作而成的…

中國大陸近年來已將奈米材料的科技研發提昇至國家級的地位,目前她每年投入奈米科技的研發經費高達人民幣數十億元!由於中國大陸是全球稀土金屬的最大生產國,而那正是奈米科技的主要關鍵材料,因此中國大陸在未來將是一個不可忽視的高潛力競爭對手!…

至於台灣方面呢?阿扁政府於去年宣布,將自二○○三年元月一日起的六年內,投入新台幣二百三十一億元資金來發展奈米科技的相關產業!聰明蓋世的 Master 了然,可有搭上這次讓全球科技界猛發高燒的熱門列車?Yes!我的研發團隊已經「上車」七年了,同時我們還擁有全球在某個傳統產業「第一名」的世界級新型專利呢!…

初稿:12/1/2002 改寫:6/22/2006

嚴榮貴 於2006-06-22 01:36:21發表 | | 最新回應 (4) | 上一篇 | 下一篇 |
發表人:半桶水
[ 發表時間:2008-11-24 13:13 ]
哈! "豆漿"也趕上奈米風潮, "奈米"二字的確是讓人容易從字面上有所誤會!
發表人:阿姿
[ 發表時間:2008-11-20 13:42 ]
呵...現在好像不管什麼東西都要沾上"奈米"二字!
發表人:鳳眼貓
[ 發表時間:2006-06-24 03:31 ]
有看要推-長知識
發表人:了然
[ 發表時間:2006-06-22 03:27 ]
三年前,我獲邀至台北市台灣科技大學以及台中縣中港高中演講,題目就是今日本文的[奈米科技的故事]...
留言內容:(必填)
  • 今日人氣:〈1〉人
  • 累積人氣:〈5139〉人
  • 最近登入時間: 2013-03-08 10:07:58