※ [本文转录自 e-Business 看板]
作者: Akanishi (暴躁的牙刷) 看板: e-Business
标题: 奈米入侵
时间: Tue Nov 12 14:43:26 2002
奈米入侵！
─ 最微小、最强大的第四波革命
文●黄惠娟
摄影●翁挺耀+杨文财
莲叶表面不沾污泥、鸭子翅膀不会透水，其实，那正是“奈米现象”。二十四卷大英百科
全书可以写在一个针尖上，有些人正在研究将物质缩小十亿倍的方法，那是一个连科学家
也没有见过的神奇世界。十年内，奈米将爆发出近一兆美元的能量，与半导体并列全球两
大产业。
映入眼帘的是一支针筒，针筒内隐藏着微缩到肉眼看不到的微小物质─一艘潜水艇与五名
装备齐全的科学家。
咻的一声，医疗人员乘坐潜水艇，被针筒打入病人的血液中，顺着血管，瞬间来到发出警
讯的患部，修复遭病菌侵入的伤口，再由眼泪排出体外。
这是一九六六年出品的科幻电影“联合缩小军”（Fantastic Voyage）经典的一幕，也是
科幻迷对未来世界想像的极致。“这真是太神奇了！”你或许会这样想，不过，或许最快
在三十年后，在你我的有生之年，这样的场景就会进入人类的生活之中，因为一项科技竞
赛的结果─奈米科技（nanotechnology）。
知名的诺贝尔物理学家理查．费曼（Richard Feynman）在一九五九年提出一项惊人的想
像：“将二十四卷的大英百科全书全写在一个针尖上。”现在，科学家说，这是可行的，
只要缩小四千万倍就可以了。
就像将地球缩小两万五千倍后，成为眼前的地球仪一样，你不会怀疑它的可行性。现在，
有一些人在研究将实物缩小十亿倍的方法。因此，你会发现，这些肉眼看不见的物质，实
际上会发生与原来的物性大相迳庭的特性，譬如特别强韧、超耐热或导电性超强。
脑筋动得快的生意人，早就开始将这种特性制造成商品，大发利市，譬如永不沾污的马桶
，或是抗紫外线美白的化妆品。实验室的科学家，想要利用这种特性，制造出取代现有高
科技的产品，譬如取代以硅为材料的半导体，以及不污染的电池。所有这些疯狂的想像，
都跟它有关─奈米现象。
奈米现象
奈米是十亿分之一公尺
物质在这个尺寸内会发生特殊现象
“奈米不是一种米，”国科会科学技术资料中心主任孟宪钰笑着说，“也不是一项特定的
技术，它是一个长度单位，以及在这长度范畴内会发生的特殊现象。”
一奈米（1nm）是十的负九次方公尺（即十亿分之一公尺）。比起地球上最小物质─原子
来说，它约莫是三到四个原子串连起来的长度，肉眼是完全看不到的。
但究竟一奈米到底有多大？根据《牛顿》杂志的比喻，地球直径的十亿分之一约只有一颗
弹珠的大小，也就是说，如果将地球缩小十亿倍，就是一颗弹珠的大小。
第四波工业革命
对材料、电子、机械、生技影响深远
十到十五年内，产值将达一兆美元
科学家们在近半个世纪间发现，物质在介于一奈米到一百奈米这个长度时，会发生特异的
物理现象，可能是更坚韧、更有磁性、更能导电或更抗热等，他们将这些现象统称为“奈
米现象”因此，奈米科技所研究的，就是介于一到一百奈米物质的性质，及操控这些物质
排列组合的学问。
人类将奈米现象运用到商业用途上，不过是近二十年的事；然而，真正将奈米从实验室中
的研究主题，带成商业人士之间热门话题的人，却是美国前任总统克林顿（Bill Clinton
）。
克林顿任内的美国总统科技顾问连恩（Neal Lane）在二○○○年曾公开宣示：“如果问
我科学与技术领域最可能产生的明日之星，我会指向奈米科学与技术。”
差不多同一时候，最早做出操控奈米级原子仪器的ＩＢＭ，其首席科学家阿姆斯壮（Joh
n Armstrong）也指出：“就像是二十世纪、一九七○年代微电子技术产生资讯革命，奈
米科学技术将成为下一世纪资讯技术时代的核心。”
正因为如此，克林顿宣布美国将以政府之力，倾全力投入奈米相关产品的研发，务使美国
成为继资讯科技后下一波科技竞赛─奈米科技的盟主。紧接着，日本、欧盟甚至中国大陆
与台湾，都陆续宣布由政府主导、重金投入奈米研发，唯恐自外于这波奈米科技竞赛。
根据美国白宫科学与技术顾问会的估计，十到十五年内，奈米产品的市场价值将达到一兆
美元，成为全球仅次于半导体的产业。然而，半导体发展近三十年，二○○一年全球产值
也不过近两千亿美元；奈米相关研究现在才刚起步，十年内就要像喷射火箭一样，快速爆
发出将近一兆美元的能量，市场从何而来？
“主要是奈米现象对材料、电子、机械与生技四大领域，都会产生革命性的影响。”工研
院奈米研究中心副主任苏宗粲说明奈米因为影响范围广及高科技及传统产业，因而可取代
现有技术的“商机”，也直逼半导体的原因。
如果不是操控这些肉眼看不到小分子的仪器，在近十年内有革命性进展的话，奈米要从“
科学”进展到“科技”，进而转化为商机，速度不会如此之快。不过，在奈米最可能影响
的材料、机械、电子与生技四大领域中，目前也只有奈米材料所应用出来的产品，目前就
可在市面上买得到。
美丽新世界
徐旭东穿奈米外套，不沾灰尘又保暖
材料进入奈米尺寸，等于是全新材料
今年十月十九日，远东纺织举行五十三周年庆员工运动会，远东集团总裁徐旭东身上穿着
一件不起眼的夹克，不经司仪介绍，一般人不会想到，这是一件内里含有奈米陶瓷颗粒、
不沾灰尘又保暖的衣物。
去年开始，国内第一大建材公司和成欣业，因为将开发出来不沾污垢、自洁功能的釉料用
于马桶等卫浴用品上，而请来香港明星刘德华代言；一年后，搭上全球这股奈米旋风，客
户才知道这款神奇马桶的魔力来源，就在运用奈米技术研制出来的釉料上头。
另外，包括多年前轰动全球军备界的隐形战机，就是将大小只有奈米等级的材料做成涂料
后，得以吸收紫外线，以使雷达难以侦侧其方位的运用。而中国解放军现在产制的隐形衣
，也是运用类似的材料做成，具有黑暗中不易被分辨出来的功能。
传统材料以块材（bulk material）为主，随着材料微小化到奈米尺寸，物理及化学性质됊N产生革命性的改变，等于是全新的材料，也就出现科学家前所未见的美丽新世界。
这也就是为什么这么革命性的科技，反而是传统产业先一步有产品出现，预计十年内达
到每年三千四百亿美元的市场。
奈米电子
奈米碳管足以取代硅，用在ＩＣ元件中
也可能把TFT-LCD淘汰掉
然而，其余如奈米电子、奈米生技及奈米机械，最早在二○一○年才会看到具体的进展。
虽然如此，业界认为它对半导体等既有产业的冲击，远大于奈米材料。
如ＩＢＭ、恩益禧（ＮＥＣ）等国际大厂，早在一九八○年代即投入奈米现象的研究，目
前的发现也指出，在操控小分子世界的仪器出现革命性进展后，科学家们已能透过操控奈
米级世界中原子的排列，创造出一些奈米等级、具有比现在所有材料所不能及的可贵特性
的材料，而这些材料所能制作出来新的电子元件，足以取代目前半导体的基本原料─硅。
经过操控奈米等级的原子生产出来的新原料，最有可能取代硅在半导体地位的，当推奈米
碳管。
奈米碳管是一种奈米尺寸的圆筒形碳管，特性是抗拉强度是不锈钢的一百倍，弹性极佳，
弯折九十度仍不会断（一般碳纤维管折九十度即会断裂），导电性、导热性都强，一般预
期未来最爆发性的运用即在ＩＣ元件中。
预计未来的半导体将由奈米碳管合成，具有较现行半导体还高效率，而将奈米碳管合成而
做成的显示器原型机早已出现。由于其效能极高，有机会取代薄膜电晶体液晶显示器（TF
T-LCD）的地位。
韩国三星（Samsung）电子甚至预计，在二○○三年就要将奈米碳制成的显示器推至市面，
只是造价极贵，因为一克的奈米碳管高达六十美元，比一克只要十美元的黄金还贵。一般
预料，一克要能降到一美元以下，大规模的商业运用才可能出现。
“至于奈米生技，最快要到二○二○年以后才有具体的进展。”孟宪钰引用二○○一年亚
太经合会议（ＡＰＥＣ）的报告。亦即运用奈米级的医疗机器进入人类身体进行修复工作
的分子机械，最快还要再过二十多年才能实现。