2016年1月4日

清大化學系教授黃暄益─奈米材料實驗室

作者/范賢娟(任職清華大學科技管理學院技術創新與創業研究中心)

奈米物理開始受到重視,可以遠溯到1959年費曼(Richard Phillips Feynman)在美國物理年會的演講,當時他提出:「未來有一天,人類可操作控制利用小尺寸(奈米)材料並呈現出嶄新的應用。」「在那微小的世界,會有很大的發展空間。」近年來,許多奈米微結構的特性逐漸為人所發現,例如:蓮葉上的奈米微結構具有疏水特性,可產生自清的功能;壁虎腳上的百萬根奈米細毛讓它跟物體接觸時可以產生龐大的吸力,讓壁虎可以在牆壁或天花板上行走。

現在有人根據這些特性,開發出具有類似蓮葉結構的表面,即可讓物體容易清理,如建築物外觀、馬桶內側、汽車擋風玻璃;也有人以壁虎爪的類似細毛結構,開發出新型的黏合劑,不會留下膠印。顯示如果能對奈米世界掌握地越透徹,越有創新的應用可以發展。

奈米世界的形狀掌控機制
過去雖然已經有科學家可以用某些特定的條件製作出特別的晶形,但他們均無法系統化這方面的知識與製作方法。黃暄益率領的研究團隊則是用有系統的方式,慢慢摸索出控制奈米粒子形狀的機制,對於各晶面的特性也有詳細的探討。他們使用植晶法,或在水相中直接合成各類金屬與半導體奈米晶體。研究發現,反應速率是影響形狀很重要的因素之一。因此,他們精準控制還原劑的濃度,藉此影響反應速率的快慢,便可抑制或者協助某些晶面的生長,結果得出一系列井然有序的晶體:立方體、截角立方體、截半立方體、截角八面體、八面體和菱形十二面體等規率的變化。而且不論成分,金、銀、鈀、氧化亞銅等材料都是類似的情況。......【更詳細的內容請見科學月刊第553期】

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