走在街上,凡是标榜着“奈米”的商品,身价都水涨船高。到底奈米是什么?为什么各行各业都想和奈米沾上边?奈米又会对我们的生活产生什么影响?

米可说是二十一世纪最热门的名词,据信,奈米科技将会在二十一世纪扮演重要的角色。

奈米科技突飞猛进,在磁记录、光记录、磁光记录方面的发展亦相当显著。使用奈米粉末制成的磁记录材料,可使磁带或软硬磁碟的记录密度提高,资料储存密度也相对提高。目前普通DVD的容量为4.7GB,而利用近场光学的储存技术,研发出近场光碟片容量可达数百个GB,是一般传统光碟片的数千倍。


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奈米 引领二十一世纪的科技主流
生活应用

二零零七年十月二十三日在韩国首尔,三星电子召开新产品记者会,一个三十毫微米的奈米随身硬碟正式亮相,这个新产品可以储存八十部DVD电影。(AFP)

文 ◎ 王敬雅

走在街上,凡是标榜着“奈米”的商品,身价都水涨船高。到底奈米是什么?为什么各行各业都想和奈米沾上边?奈米又会对我们的生活产生什么影响?

米可说是二十一世纪最热门的名词,据信,奈米科技将会在二十一世纪扮演重要的角色。

奈米科技突飞猛进,在磁记录、光记录、磁光记录方面的发展亦相当显著。使用奈米粉末制成的磁记录材料,可使磁带或软硬磁碟的记录密度提高,资料储存密度也相对提高。目前普通DVD的容量为4.7GB,而利用近场光学的储存技术,研发出近场光碟片容量可达数百个GB,是一般传统光碟片的数千倍。

不同的奈米粒子,可以制作出各种特殊功能的奈米衣料。在内衣、胸罩、眼罩加入可以释放远红外线的奈米无机粒子,在人体体温作用下,可产生远红外线,使血液循环顺畅,消除腰酸背痛,达到促进新陈代谢的目的;加入可以抗菌除臭的奈米银粒子,利用银离子抗菌除臭的特性,可以产生抗菌除臭的效果;在衣料上面加入疏水性奈米粒子,使衣料表面形成奈米结构,可制造出不沾尘、不沾油、不沾水的奈米衣及奈米领带。加入奈米碳管等导磁性金属材料可以挡掉电磁波,避免高辐射对人体的伤害,即使水洗也不影响功能。在鞋、袜中加入奈米远红外线粒子、奈米光触媒粒子及奈米银粒子,就可做出具备抗菌、干爽、按摩功效的奈米鞋、袜。

奈米化的电池,体积小,容量大,且转换效率更优异。目前研发的奈米电池,以奈米燃料电池及奈米太阳电池两种为主。奈米燃料电池是利用外在的燃料添加转换成电能的发电装置,只要补充燃料经由奈米触媒转化反应就有源源不绝的电源。可以代替汽车的内燃机,取代手机、笔记型电脑等电子产品中的电池。燃料电池可用来发电,发电效率是传统火力发电的两倍以上,而且不会危害到生态环境。奈米太阳电池则是将无法使用的光能转成人类有办法利用的电能,属于干净的绿色能源。

奈米科技也可应用在药物与治疗方面。将药物奈米化后,比较容易被小肠绒毛吸收,药效更好。利用奈米磁粒子导航治疗癌细胞,可以直接将药物送到癌细胞部位;将奈米磁粒子注入肿瘤部位,透过高频电磁波提升热度,可以慢慢的将癌细胞杀死,而不会影响到正常的细胞。

两种常见的奈米建材

一类是利用莲叶效应,在玻璃与磁砖表面加上疏水性的奈米粒子,奈米建材因而不容易沾尘污,且下雨时水珠轻易滚落,并将脏污一起带走,形成自洁的效果。

一类是奈米建材,是在其表面加上奈米光触媒,由于二氧化钛光触媒在光照射后具有相当强的亲水性,形成一层水膜,灰尘几乎沾附在水膜表面,而不是直接沾附在自洁建材,脏污就很容易在下雨时跟着雨水一起离开;奈米光触媒在紫外线照射下,产生自由基,这些自由基会破坏分子结构产生自洁、杀菌与除臭的功能。以超奈米技术将高分子完全发泡后,再加入奈米粒子到涂料中,可隔绝温度,达到保温与隔热的功效,降低能源的消耗,可兼顾建筑外型与环保。

将奈米碳管作为燃油及润滑油添加剂,可增强燃烧速率,促进清洁燃烧,降低污染物排放。奈米碳管因具捕捉自由基的能力,有抗震添加剂功能,可增加燃油导电度及黏度。

在催化性质方面,由于奈米粒子体积非常小,表面积越大,表面原子越多代表催化的活性越大,如Fe/ZrO2奈米触媒可提升CO+H2反应成烃类的催化能力。在复合材料方面,奈米材料的加入可提升材料的刚性、抗拉、抗折、耐热、自身防燃性,若加入少许粘土于尼龙与聚亚醯胺,可改善吸湿性,降低一半水气的穿透性。

如何分辨真假奈米?

市面上到处可以看到标榜着“奈米”的产品,种类之多实在让人眼花撩乱,消费者如何分辨真假奈米?一种是透过工研院或知名大学的检测报告来证明是奈米产品,不过可能只有受过科学训练的人才看得懂检测报告。于一般大众而言,最好最快最容易的方法是检查产品有没有申请奈米标章。

市面上合格的奈米商品中,会有一枚形状像似“∞”的奈米标章。这是因为由于奈米很小无法用肉眼分辨真伪,为防止假的奈米产品欺骗消费者、保障消费者权益、提升奈米产品品质形象、促进奈米产业健全发展,经济部推动“奈米产品验证体系”、推行“奈米标章”。

奈米产品验证程序非常严谨,只有通过“奈米产品验证体系”的奈米产品,政府才会授予奈米标章,项目包括:奈米脱臭涂料、奈米光触媒、奈米抗菌灯管、奈米自洁陶瓷面砖、奈米抗菌陶瓷面砖、奈米防污涂料、奈米防污马桶等等。奈米产品认证制度以奈米光触媒抗菌灯管为例,判定的标准有三个项目:第一是原材料的粒径大小必须小于一百奈米,第二是抗菌率必须达到标准,第三是奈米光触媒的灯管必须符合标准,经过这三项验证后才会获得奈米标章。

对消费者而言,奈米标章可说是一大保障。因此消费者只要在购买奈米产品时,认明产品上是否有奈米标章,就可知道购买的奈米产品合格与否。


台湾经济部为配合国家型奈米计画发展,特委讬工研院筹组奈米产品验证体系实施奈米产品验证制度及标章。目前其他国家尚未有类似标章。
(经济部工业局网站图片)

奈米热潮下的省思

工业革命改变了世界,但也带来了一些灾害。奈米真的无所不能、真的安全且不会产生后遗症吗?当科学家投身奈米世界,致力开发更多奈米产品时,“奈米科技”是否会带来灾害同样值得思考。从西元二零零零年以来,陆续有科学家针对奈米粒子对人体健康及安全是否有危害发出警言。

科学家指出奈米材料会随着使用时间脱落,而现有的废水处理以及过滤系统,都无法处理这些脱落的奈米粒子。因此脱落的奈米粒子,会不会对人体与环境造成伤害呢?如果奈米粒子进入食物链中,会造成什么样的影响?另外,食品、医药与化妆品奈米化后,是否会对人体产生危害?因此目前台湾的一些研究室,开始致力于研究奈米粒子的危害性,将各种奈米粒子加入到细胞中,观察细胞各种现象,比如是否会因加入奈米粒子而死亡、突变或是增生等。重视这些可能的危害,才能让人们享受奈米科技带来便利的同时,又能避免灾害。◇
 

本文网址:http://mag.epochtimes.com/135/6739g.htm(新纪元周刊)