台灣奈米科技新聞信, Vol. III, No. 4, 4/1/2004
Chief Editor: Dr. Sinclair T. Wang,
CEO, TAINANO, Inc.
第三卷 第四期 TNN 綱目
// 奈米投資激增達10億美元 應用停留在實驗室 //
// 同濟大學製成PP奈米複合材料 /
能殺菌壽命長價格廉的奈米建材漸行漸近 /
/ 奈米晶陶瓷快速成型設備通過驗收 /
用電腦模擬來製造出不同的奈米圖樣 /
/ 會摺曲成金字塔對的DNA /
科學家創造出碳的第五種結構物 /
/ 一種可能的新超固體物質 //
// 明年全球電子工業將進入奈米時代 /
朗訊貝爾實驗室發明用“奈米草”來控制液體 /
/ 控制單一分子的電子性質 /
用兩個光子來協助達到精確的光蝕刻 /
/ 使得原子變得較冷 / 堆壘染料記憶體 /
加速塑膠半導體的角度 /
/ 隧道盡頭的光線 //
// 膠凝奈米管以供排列 /
奈米碳管能夠具有磁性 /
/ 奈米管纖維可以很長 / 奈米結自動形成奈米環 /
/ 攪拌奈米碳管會引發複雜行為 //
// 碳奈米材料可能損害腦組織 最新研究成果給奈米技術亮出“黃燈” /
/ 有關奈米材料對環境危害的概括籠統言論可能不具任何意義 /
/ 利用奈米科技降低捲煙對身體的危害 /
採油和節油奈米材料添加劑問世 /
/ 黑咖啡可改善胰島素敏感性，預防2型糖尿病 /
/ 日本花王公司揭開氟美白牙齒的秘密！ /
維生素及礦物質安全攝取量 美英將統一標準 /
/ 英特爾演示家庭護理的無線感測器網路系統 / 用奈米孔隙陶瓷來移除廢水中的汞 /
/ 複合式晶片照相機可以用來追蹤病毒 / 光學生物感應器可以用來偵測肺結核 //
// 中國首條奈米護欄高速公路全線貫通 /
氧化鋁膜片和碳制奈米蓄電池 /
/ 奈米牙刷不用牙膏 / 分子升降機獲得新的進展 /
利用混合影像技術克服解析度限制 //
// 豐田公開夥伴機器人 挑戰本田“ASIMO” /
豐田演示可吹奏小號的雙足行走機器人 /
/ 美國向垃圾郵件宣戰！三大公司步調不一 /
物理常數是否的確永恆不變 //
3/10/2004，中國浙江省奈米科技網，奈米科技是一個已經達到10億美元規模的産業。不過奈米技術的應用，大多都還停留在實驗室當中。National Nanotechnology Coordinator Office的負責人Clayton Teague指出，美國政府準備在2004年投入10億美元在奈米科技的研究，並計劃在2005年到2008年，再增加37億美元。National Nanotechnology Coordinator Office是美國負責産官學界奈米科技整合的單 位。Teague在奈米科學技術研究中心的Nanotech 2004會展上表示，“聯邦政府已經對奈米科技的發展作出承諾。在政府和立法的支援下，奈米科技將在未來幾年經濟發展上扮演重要的角色。”
Nanotech 2004提供了科學家、企業家、政府官員共同討論奈米發展的機會。包含了原子和分子層級的研究，以便進一步瞭解新材料和新設備的開發。精細的奈米技術，可以應用在太陽能面板或微晶片等各種不同的裝置上。在主題演講當中也提到，奈米技術的潛力可以改進電腦、能源、醫療等各種不同産業，甚至獨立成一個專屬的産業。Teague表示，美國2004年1270億美元的研發預算當中，將投入9億6100萬美元在奈米科技的專案。雖然數位不大，但是和2001年相比，已經增加了107%。同時，布希總統在1月所簽署的21世紀奈米科技研究發展法案 (21st
Century Nanotechnology Research and Development Act)，也將帶來37億美元。
日本和歐盟也已經做出類似的投資。歐盟執委會表示，將投入2400萬美元或是3000萬美元，發展奈米技術的新工藝。根據奈米科技的開發法案，企業界的腳步也不會落後，最少會有同樣規模的投資。Teague指出，美國各州，每年投入奈米技術的研發資金，大約會達到2億或3億美元左右。政府和企業單位對奈米科技進行投資，希望可以在經濟、國防、或醫療福利上獲得回收。奈米技術在電腦産業當中，可以用來開發更高速的處理器。奈米技術也可以發展出更小的感測器，應用在無線網路當中。英代爾的研究負責人David Tennehouse表示，奈米技術的感測器，可以幫助零售業或製造業，針對顧客需要作出即時回應，可以作爲環境監測之用，也可以作爲老年人在家中的行動輔助等。嚴格來說，晶片廠商已經開始使用100奈米以下的技術。100奈米的技術也是奈米科技的一種定義。不過英代爾和其他廠商，對未來的材料發展更有興趣，看重奈米技術在生活當中的實際測試。Tennerhouse表示，新材料的發展，可能會在2013年到2019年的時候出現。Tennehouse指出，“現在是該把眼光放在新設備的開發，已經沒有太多時間做研究了。”
加州的Nanosys正在申請奈米線的專利。Nanosys的創辦人Charles Lieber表示，奈米線是由矽原子所組成的線，可以當做處理器的電晶體，或者作爲偵測癌症的醫療測試儀器，應用到病人的身體當中。碳原子所組成的奈米管也是另一項可能的材料。IBM的研究，已經開始把碳原子奈米管，用在晶片的實驗當中，並在其他測試當中，作爲發光之用。奈米線也可以發光。不過，奈米科技要從實驗室走到生產線上，還需要很多的努力。美國政府將會把大部分的研發資金，集中在奈米科技的基礎研究。Teague指出，少部分會投入奈米科技的應用。雖然像英代爾之類的廠商，主要會把奈米科技應用在産品上，不過Tennenhouse也表示，大學可能錯過了一些可以加速發展的研究經費。大學當中應用研究、電腦系統、和網路研究的奈米專案，近來都短缺經費。現在可能需要重新檢視大學在研究當中所扮演的角色，並增加應用研究的補助。Tennehouse指出，應用研究才是奈米技術的實際應用。
3/26/2004，中國浙江省奈米科技網，同濟大學材料學院研製成功一種基於聚丙烯塑膠製備的奈米複合材料的新技術在上海通過專家鑒定。使用些項技術製備成的聚丙烯／蒙脫土奈米複合材料比普通聚丙烯拉伸強度提高10％，衝擊強度提高30％，耐熱性也有所提高。由於聚丙烯／蒙脫土奈米複合材料性能更優異，熱變形溫度增高，在廣泛用汽車零部件的製造生産，不僅降低了材料成本又便於汽車舊 部件回收。
聚丙烯是一種最常用的通用塑膠，在汽車、家電、建築等工業部門都有著廣泛的應用。但與工程塑料相比，聚丙烯強度、韌性和彈性都較差，提高聚丙烯的韌性，使用溫度和彈性一直是聚丙烯改性的難題。
3/26/2004，中國浙江省奈米科技網，中國的建材市場正悄然進行著一場變革，傳統的建築裝飾材料面臨巨大挑戰，新型的奈米建材越來越明顯地衝擊著傳統的建材市場。
建材污染不容忽視
有關人士認爲，變革來源於建材更新換代的必然趨勢以及人們對健康要求的提高，而這一現象在水管等管材領域體現得最爲明顯，奈米水管已在建材變革裏先行一步。傳統的銅管、鍍鋅管等容易産生銅銹，長時間使用之後，水質易被銹蝕，導致細菌污染。而塑膠由於是有機物，若長時間使用，塑膠表面將生成黃色或黑色的污垢，導致細菌大量繁殖。
奈米水管悄然進入住宅
一種新型的奈米水管正悄然進入部分新建樓盤和小區，開始取代傳統的銅、鐵質和塑膠水管。據介紹，奈米水管的主要構成成分是奈米銀，通過把銀粉加工成奈米級的顆粒，使其小到相當於用顯微鏡才可以看到的原子核結構，然後將塑膠材料與奈米銀混合製成母粒，用先進工藝將其一次拉成型，使奈米銀均勻分佈在水管的最裏層，厚度約爲0.5毫米。
奈米技術應用於建材行業無疑將是發展趨勢。深圳市金煒達公司總經理趙煒亮介紹，奈米水管之所以選擇奈米銀，是因爲銀離子可以刺透細菌的細胞膜，破壞細菌的組織結構，此外，還可以破壞細菌賴以呼吸的酶系統。當然，如果將普通的水管內壁鍍上銀來殺菌，雖然效果很好，但成本非常高，普通消費者難以承受。據介紹，奈米銀在國外已被廣泛用於創可貼、消毒水等殺菌物品上，日本的學校和賓館已基本上普及奈米銀水管。
奈米建材市場前景廣闊
有關人士表示，奈米管材相對于傳統管材而言，具有著明顯的優勢。首先，其最大的特點就是能夠抑菌殺菌。據有關部門檢測，奈米抗菌不銹鋼複合管作用24小時，對金黃色葡萄球菌的抗菌率可達到97.75%，對大腸桿菌的抗菌率可達到97.84%。使用壽命長是奈米建材的另一大特色。有關專家介紹，奈米不銹鋼複合管能夠使用100年，普通材料的奈米複合管能夠使用50年，而傳統的水管壽命僅僅爲15年~50年。記者發現，奈米水管一點也不比普通水管貴，不繡鋼材質的奈米水管甚至比傳統的銅水管價格還要便宜一半。
3/10/2004，中國浙江省奈米科技網，從中科院瀋陽自動化所獲悉，該所研製開發的具有自主知識産權的奈米晶陶瓷材料／零件的快速成型工藝與設備，通過國家863計劃先進製造與自動化領域機器人技術主題專家組的考核驗收。
專家組經審定認爲，這一課題具有創新性。研製人員利用該設備加工出奈米晶Al2O3陶瓷實心葉片和具有超微粒孔的奈米晶SiC陶瓷篩檢程式等零件。經對其斷裂韌性、三彎強度、顯微硬度等指標進行測試和分析表明，其性能優於普通陶瓷。
4/7/2004，Technology Research
News，顯微的機器未來將有可能被用來一個分子一個分子地製造出許多不同的材料，最後將有可能應用在像是目標藥物輸送的應用上。但是要能夠製造出奈米尺度上的機器，我們首先要能夠想出如何來鑄造出一些不會比分子的體積大多少的零件。美國密西根大學的科學家現在就利用電腦模擬的技術，要來開發出一種在一個表面購建造奈米尺度圖樣的化學方法。這些圖樣中包括有波浪狀，直線狀，點狀，盒中盒狀和點線混合狀，位置排列整齊的群組，它們將會在相對地低成本就可以生產出來，而且將可以用來當奈米尺度機器的基本材料。
密西根大學的科學首先模擬將單層物體或是單一分子層物質加到一種具彈性的基板上，來製造出各種圖樣。不同的材料將會自我組裝成不同的圖樣。例如一個部分單層的氧分子在一個單層的銅上面，就會形成一種規則性的10奈米寬的條紋，其間氧和銅則交互替代呈現。而一個銅和鉛的混合物至於銅上面，因其混合比率的差異，則會呈現出規則性的點狀或是條紋狀。這種製程的關鍵乃在於表面化學，因其會決定兩層原子如何在一個均勻的表面上來互相作用。而材料的選擇則會決定圖樣的種類，大小和排列。
密西根大學的科學模擬將單層物體或是單一分子層物質加到一種具彈性的基板上，藉著表面化學來製造出各種圖樣。
4/7/2004，Technology Research
News， Scripps研究中心的科學家已經能夠製造出一種DNA的條串，這些DNA會自動地摺曲成金字塔對的八面型網框結構體，也就是一個具有八個三角形表面的形體。這種物體的形狀的獲得可以說是在利用DNA來製造出奈米尺度上的模板上的一大進步，這模板將可以用來一個分子一個分子地製造出一些材料和結構物，以供未來微型奈米機器的建造。
這個研究團隊認為八面體的結構比起其他人工製造而成的三維DNA結構體而言，至少有兩方面的優勢。首先由於這種結構體是由三角形結合而成的，因此其結構強度相對地高。第二，就好像三維的紙飛機是由一張平順的紙摺疊而成，這種八面體的結構乃是由平直的DNA條串所結合而成。這個三維的形狀乃是將一條長的DNA條串和五條短的DNA條串混合，然後經過加熱而形成的。這群科學家表示，直的DNA條串可以被誘導來進行自我複製，因此使得要快速大量地複製這種八面體變成有可能。而其它種類的三維DNA結構體則必須經由化學合成，而不可能用生物方法來生成。
Scripps研究中心的科學家所製造出來DNA的條串會自動地摺曲成金字塔對的八面型網框結構體，以供未來奈米科技的應用。
3/23/2004，Nature Science Update， 科學家發現了碳的第五種同素異形體－很輕，就像泡沫一樣，而且帶有磁性。這種具有磁性的碳奈米泡沫，未來在醫學上將有極大的應用可能性，例如用來治療癌症，或是增進腦部掃描的技術。
科學家發現了碳的第五種同素異形體－很輕，就像泡沫一樣，而且帶有磁性，通常都可以被磁鐵所吸附。
中間的影像乃是高解析度掃描電子顯微鏡下的奈米泡沫，在此影像的中間有一個個別的6奈米的奈米泡沫團清晰可見。
這個新結構是由澳洲坎培拉的Australian
National University的研究群所發現的。這種新的結構是以雷射向碳靶做每秒一萬次射擊，使碳靶升溫至一萬度，而形成無數碳原子團所組成的網狀物質，每個原子團的大小約是0.6至0.9nm左右，而這些原子團之間彼此任意聯結，又被研究人員稱為奈米泡沫(nanofoam)。University of Crete的John Giapintzakis教授用電子顯微鏡觀察之後，認為這應該是碳的第五種結構。自然界中碳的另外四種型態分別為石墨、鑽石、碳六十及碳奈米管。
這個碳的「奈米泡沫」最奇特的性質便是帶有磁性，可以被磁鐵吸引，要知道碳是不帶有磁性的物質，為何在這種型態下會變成帶有磁性，可說是相當特別的性質。目前主要是認為在奈米泡沫中，碳是以七邊形的方式結合，因此造成有一個未成對的電子，而其磁矩便成為奈米泡沫磁性的來源。不過目前的觀察發現這種磁性性質在室溫中會在幾個小時後消失。另外這是目前世上最輕的物質之一，密度約為2 mg每立方公分。另外這種奈米泡沫的導熱性極差，Michigan
State University的David Tománek就認為可以用它來把腫瘤包起來，以紅外線加熱摧毀腫瘤，然後利用它絕熱性高的特性將達到保護週邊組織的安全。
同一主題不同角度的報導請參閱: Physics Web, Nano-foam makes magnetic debut,
3/23/2004。整篇論文原文的PDF檔可以在下列的連結下載: http://arxiv.org/ftp/cond-mat/papers/0310/0310751.pdf
1/15/2004，Nature Science Update，美國Pennsylvania大學的研究人員發現了一種可能的新物質態。這種固體具有超流體 (superfluid) 的性質，因此，他們將之稱為超固體 (supersolid)。 在直覺上，超流體的性質似乎只有在液態時才會發生。然而事實上，已經有理論顯示超流性質也可能發生在4He的固態。這種具有超流體的性質超固體也可以像液態的超流體一樣無阻力地流動。
這種固體粒子會在超流體 (superfluid) 中同步協調地移動，因此科學家將之稱為超固體
(supersolid)。
在發表於2004年1月15日的Nature中，美國Pennsylvania州立大學的研究人員以扭擺的方式來進行實驗。他們將4He裝到表面多孔的玻璃容器中(此種玻璃稱為Vycor)， 然後在63大氣壓下其冷卻到2.176K以下，此時4He轉變為固態。 裝有固態4He的Vycor容器與一扭力棒相連並懸吊著，微輻轉動Vycor容器使容器來回扭轉，此時扭動的頻率與Vycor容器及固態4He的轉動慣量(正比於質量)開根號成正比。他們發現當將溫度再降至0.175K時， 轉動慣量忽然減少，也就是固態4He不再隨著容器轉動。為什麼固態4He可以克服摩擦力不隨Vycor容器轉動，尤其這種Vycor又是表面有細孔的玻璃。唯一的解釋就是此時固態4He已變成超流體態了。
研究人員Kin及Chan表示，如果不引進超固體的觀念，實在很難解釋這個觀察到的結果。然而，加拿大Alberta大學的John Beamish則認為，這實在是還有爭議，例如有些人可能會認為也許還有一些液態的4He還附在Vycor容器的表面上，因此造成固態的4He不與容器一起轉動，當然, Kim及Chan堅持這是不可能的。
3/31/2004，中國浙江省奈米科技網，法國國家科研中心主任研究員、中國科學院海外評審專家王肇中博士日前在接受記者採訪時說，隨著電子工業技術的提高，2005年全球電子工業加工精度將達到100奈米，從而普遍進入奈米時代。
奈米技術是指在0.1奈米至100奈米的尺度內，研究電子、原子和分子運動規律和特性的嶄新技術。王肇中認爲，如今全球電子工業元器件加工精度已經達到120奈米，2005年將達到100奈米以下，這標誌著電子工業進入奈米時代。他說，目前發達國家國內生産總值約10％來自半導體産品。隨著電子工業逐步進入奈米時代，奈米技術將有巨大的應用潛力。專業機構預測，今後10年奈米技術在電子工業中的應用規模將達到3000億美元。正因爲如此，美國科學院將資訊、生物、奈米作爲科研三大支柱。去年，美國衆議院還立法將發展奈米科技作爲國家科研計劃的重點。法國科學院也將奈米技術定義爲具有革命性的技術，並與歐盟一起制定了有關發展計劃和法律。
3/26/2004，中國浙江省奈米科技網，朗訊科技貝爾實驗室科學家最近發明了一種全新的液體控制技術。新技術可以通過將電荷作用於經特殊處理的、形狀類似草葉的矽表面控制液體的流動，其潛在應用領域包括用於大型電腦的積體電路冷卻、用於光通信的新型光子器件以及體積小巧、價格低廉的晶片上的實驗室(lab-on-a-chip)感測器模組等。新技術源于貝爾實驗室在奈米技術領域的研究，詳細資料將發表在2004年5月11日一期的美國化學學會期刊《Langmuir》上。
貝爾實驗室奈米技術副總裁兼新澤西奈米技術協會會長David Bishop表示：“某些時候，一個領域的突破性研究可以在多個領域有著廣泛的應用。以這項研究爲例，由此産生的技術可以應用在從光網路和高級微型電池到自動清洗擋風玻璃和阻力更小的船身設計等廣泛領域。”使這一切成爲可能的就是貝爾實驗室突破性的矽表面處理技術。該技術能夠將矽表面處理成類似於整齊切割過的草坪，其中每根“草葉”僅爲奈米級大小(一奈米爲十億分之一米，比人類頭髮直徑小約十萬倍)。“奈米草”技術允許水滴與表面以一種新方式相互作用，從而使精確控制效果成爲可能。日常生活經驗告訴我們，液體往往會潤濕表面並粘附其上：雨水能粘附在汽車擋風玻璃上；水溢出時會濺得滿地都是。奈米草葉片體積極小，可以使液滴立於其上，且極易清除。
據領導該項研究的貝爾實驗室科學家Tom Krupenkin介紹：“這項技術從物理上減少了液體接觸的表面積，從而將液體與底層之間的相互作用降低了數百倍。”Krupenkin及其研究小組爲奈米草包裹了一層不粘且防水的材料，當水滴接觸表面時可以輕而易舉地將其清除並保持表面乾燥。研究小組還通過爲水滴加電調整水滴的行爲，使其按指示浸入並潤濕表面。對溫度的變化，水滴也可以做出反應，預示著該技術在冷卻應用方面也將大有作爲。Krupenkin