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納米又譯奈米,是英文nanometer (nm)的音譯,字首nano在希臘文中的原意是「侏儒」的意思,指1米的十億分之一。
1 000 000 000 納米 = 1 米(m)
1 000 000 納米 = 1 毫米(mm)
1 000 納米 = 1 微米(µm)...
納米科技(Nanotechnology)
納米科技(Nanotechnology)是一門應用科學,其目的在於研究於納米尺寸時,物質和設備的設計方法、組成、特性以及應用。納米科技是許多如生物、物理、化學…等科學領域在技術上的次級分類,美國的國家納米科技啟動計劃(National Nanotechnology Initiative)將其定義為「1至100納米尺寸間的物體,其中能有重大應用的獨特現象的了解與操縱。」
納米科技是尖端科技,卻早就存在身旁。舉例來說,就是蓮花表面的出污泥而不染的特性。蓮花表面的細緻結構和粗糙度大小都在納米尺度的範圍內,所以不易吸附污泥灰塵。蓮花的出污泥而不染是自然天成,這比人類的任何清潔技術還高明。這種蓮花表面納米化結構,自我清潔的物理現象,就被稱作蓮花效應(lotus effect)。
納米科技是學習納米尺度下的現象以及物質的掌控,尤其是現存科技在納米時的延伸。納米科技的世界為原子、分子、高分子、量子點和高分子集合,並且被表面效應所掌控,如范德瓦耳斯力、氫鍵、電荷、離子鍵、共價鍵、疏水性、親水性和量子隧穿等,而慣性和湍流等巨觀效應則小得可以被忽略掉。舉個例子,當表面積對體積的比例劇烈地增大時,開起瞭如催化學等以表面為主的科學新的可能性。
微小性的持續探究以使得新的工具誕生,如原子力顯微鏡和掃描隧道顯微鏡等。結合如電子束微影之類的精確程序,這些設備將使我們可以精密地運作並生成納米結構。納米材質,不論是由上至下製成(將塊材縮至納米尺度,主要方法是從塊材開始通過切割、蝕刻、研磨等辦法得到盡可能小的形狀(比如超精度加工,難度在於得到的微小結構必須精確)。或由下至上製成(由一顆顆原子或分子來組成較大的結構,主要辦法有化學合成,自組裝(self assembly)和定點組裝positional assembly。難度在於宏觀上要達到高效穩定的質量),都不只是進一步的微小化而已。物體內電子的能量量子化也開始對材質的性質有影響,稱為量子尺度效應,描述物質內電子在尺度劇減後的物理性質。這一效應不是因為尺度由巨觀變成微觀而產生的,但它確實在納米尺度時佔了很重要的地位。物質在納米尺度時,會和它們在巨觀時有很大的不同,例如:不透明的物質會變成透明的(銅)、惰性的物質變成可以當催化劑(白金)、穩定的物質變得易燃(鋁)、固體在室溫下變成了液體(金)、絕緣體變成了導體(矽)。
納米科技的神奇來自於其在納米尺度下所擁有的量子和表面現象,並因此可能可以有許多重要的應用和製造許多有趣的材質。
DNA納米科技(DNA nanotechnology)
還有一種是DNA納米科技(DNA nanotechnology)專門研究利用DNA或其他核酸的分子性質(如自組裝的特性),來建構出可操控的新型納米尺度結構或機械。在這些技術當中,DNA不是作為遺傳物質,而是用來作為導引其他分子移動方向或位置的模板,或是作為運算工具,以及製造成本身具有功能的機械等。
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