奈米是一种单位,等于10 ( -9) 公尺,英文名称为:nanometer。
简单的概念就是说,当物质到奈米尺寸以后,大约是在0.1—100奈米这个范围空间,物质的性能就会发生变化,出现特殊的物理性质。 日本的科学家发现,一个导电导热的铜银导体做成奈米尺寸之后,它就失去原来的性质,既不导电也不导热。 像铁钴合金,把它做成大约20—30奈米大小后,它的磁性要比原来高1000倍。
奈米技术包含下列四个主要方面:奈米材、奈米动力学、奈米生物学和奈米药物学以及奈米电子学。奈米生物学发展到一定技术时,可以用奈米材料制成具有识别能力的奈米生物细胞,并可以吸收癌细胞的生物医药,注入人体内,可以用于定向杀癌细胞
1990年,IBM公司阿尔马登研究中心的科学家成功地对单个的原子进行了重排,奈米技术取得一项关键突破。他们使用一种称为扫描探针的设备慢慢地把35个原子移动到各自的位置,组成了IBM三个字母
著名物理学家、诺贝尔奖获得者费曼预言,人类可以用小的机器制作更小的机器,最后将变成根据人类意愿,逐个地排列原子,制造产品,这是关于奈米技术最终的梦想。 |
奈米材料可用于:化工生产中与燃料电池里的催化剂;化妆品里的奈米二氧化钛涂料;和油漆里也可添加奈米材料以增强附着力和持久性;而添加进橡胶、树脂、胶黏剂则可增加强度、抗腐蚀和抗老化的能力。另外,制造防锈涂层和珠光涂料、制造高品质颜料和油墨、奈米表面处理的防雾玻璃、微电子材料的制造和封装等,都是奈米材料极佳的应用范围。
一、 | 适用于DNA或是抗原/抗体的疾病检测 |
优点有: | |
(1) 快速且方便 | |
(2) 敏感度高 | |
(3) 直接目视即可监测 | |
(4) 需求装置少 | |
(5) 具生物相容性 | |
二、 | 金奈米粒子可在生物晶片的表面形成一薄膜,能有效增强多种生物分析仪器(QCM, SPR, Laman spectrum)的检测信号。 |
三、 | 金奈米粒子可利用self-assembly monolayer technique在金镀层上形成一薄膜能有效增加导电性、焊锡性与各种环境检测。 |
UWin的奈米银已通过SGS的抗菌(大肠杆菌与金黄色葡萄球菌)认证。在陶瓷材料上,奈米银可用喷洒与浸泡的方式在材料表面上成型。未来,各个医疗大楼内的建材皆会使用奈米银来达到抗菌/抗病毒的效果。
优胜的奈米溶胶有二氧化钛与二氧化矽两种,依不同功能的特性来作使用。
1. 涂上二氧化钛溶胶的产品,具有易洁、止滑之功效,可用在磁砖、门窗以及卫浴设备等,亦可应
用在电子产品(如外观件或散热片)上,达到特殊效用。
2. 涂上二氧化矽溶胶的产品,具有耐磨、防火之功效,可用在建材玻璃,光电玻璃或耐磨、光滑塑
胶皮上。
奈米溶胶的涂装方式十分简单,有两种方式:
1. 直接采浸泡的方式即可。
2. 利用喷枪,直接喷涂在物件上。
银是生活中常见的一种亮白色金属,性质安定,很早以前人们便懂得把银拿来制造货币、器皿或银饰,而目前在电子工业及底片的制造上,也有相当大的用量。银也具有非常良好的导电性及导热性,但因单价较高,所以在导电导热材料上的使用远不及铜普遍。 |
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奈米银的应用: | 奈米银的抗菌应用已经充斥在我们的周遭,举凡日常生活用品、纺织衣物、化妆品的抗菌,到冷气机、洗衣机等家电的抗菌功能,都可见到奈米银的身影。 |
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与其他抗菌剂的比较: | 抗生素是目前使用最广泛的医疗抗感染药物,但也由于使用的泛滥,导致细菌产生抗药性,使得有些病症面临无药可用的地步。奈米银因为其特殊的杀菌机制,不会有细菌产生抗药性的问题。与直接利用银离子杀菌比较,银离子容易与体内的氯离子结合,产生氯化银沉淀,进而诱发体内的免疫反应。而以奈米银当作抗菌剂,不仅对细胞的刺激性及毒性都较低,抗菌时效也比较久。
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在医学检测上的应用: | 因为金有良好的生物相容性,而且奈米化的金表面具有特殊效应,容易与硫氢基结合,所以奈米金常用于生物医学上的检测、疾病诊断及基因侦测。
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在药物释放上的应用: | 金在生物医学上的另一个妙用,是在「药物释放晶片」上的应用。美国麻省理工学院以设计好的矽晶片做为基材容器,把要传送的药物填充在容器中,再镀上奈米金薄膜覆盖于容器上,薄膜只有 300 奈米厚。然后把晶片植入或吞入体内,医生或病人只要经由微处理器控制晶片释放微弱的电压,便可使金薄膜溶解,把一定量的药物释放出来,也可控制每一药剂释放的时间及地点。此外,因为金具有良好的生物相容性,所以金薄膜在体内溶解出来的金,并不会在体内引起毒性或发炎反应。 |
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在关节炎治疗上的应用: | 金的复合物长久以来便被当作一种调节关节炎的药物,但部分病人在使用这类药物时,会引起有害的副作用。成功大学基础医学研究所吴昭良博士实验室发现,把奈米金施打入患有类风湿性关节炎老鼠的关节中,奈米金会与诱发类风湿性关节炎的内皮细胞生长因子结合,并抑制血管新生,达到抗关节炎的效果。 |
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其他应用: | 黄金是种非常安定的材料,奈米金却可以当作触媒使用。日本的科学家发现,奈米金是能把一氧化碳氧化成二氧化碳的触媒,因此可利用于口罩、防毒面具、热水器等,防止一氧化碳中毒。与工业上常用的白金触媒相比,白金触媒需要在高温下进行反应,且不能有水汽,而奈米金触媒在室温下就能进行反应,且不受水汽影响。另有研究指出,奈米金具有抗自由基的能力,是维生素C的 80 倍,因此奈米金也可添加在生医材料中,增加材料在体内的安定性。(资料来源: 行政院国家科学委员会) |
1. 易洁;
2. 提高耐候性;
3. 提高硬度(依元件材料特性及溶胶类别而不同);
4. 防静电。
1. 表面不易沾污,发霉,且有易洁特性。
2. 未照光时,具疏水性及防滑性(接触角 ≧ 80°)。照光后呈亲水性(接触角 ≦ 5°)。
3. 照光后具有光触媒特性,可发挥除臭∕脱色及杀菌的功用。
4. 可提高耐环境测试能力(耐酸∕耐碱∕耐盐雾性具佳),具有防蚀,延缓裂化的功用。
5. 可提高硬度(1H已上)及耐磨性,若元件材料可耐高温烧结,最高可达8H。
6. 提高反射度及光泽度,增加质感。
7. 搭配低折射层设计,在玻璃上,可形成抗反射(反射度 ≦ 2%)∕高反射(反射度 ≧ 25%)∕超低反射(反射度 ≦
0.5%)∕半反射半透射(反射度 ≧ 50%)等玻璃
8. 可形成全光谱透射的高透射度(透射度 ≧ 90%)的彩色玻璃。
9. 可吸收紫外线,形成抗紫外线作用。
10. 绝缘性佳(可达1010Ω)。
11. 吸附力强且成膜性很好,可作为阻绝层。
1. 表面呈现亲水性(接触角 ≦ 10°),具易洁特性。
2. 触感光滑。
3. 提高硬度(1H)。
4. 一次镀膜可形成低反射膜(反射度2~4%)。
5. 耐酸∕耐盐雾性佳。
6. 对于塑胶材料的吸附力特强。
7. 成膜性很好,可作为阻绝层及中间简层。
8. 涂布容易,不易产生"彩虹纹"。
1. 表面呈现疏水性及防滑性(接触角 ≧ 90°),具表面不易沾污,发霉,且有易洁特性。
2. 耐环境测试能力(耐酸∕耐碱∕耐盐雾性具佳),具有防蚀,延缓裂化的功用。
3. 可提高硬度(1H已上)及耐磨性,若元件材料可耐高温烧结,最高可达8H。
4. 涂布容易,不易产生"彩虹纹"。
5. 具抗指纹性。
1. 吸收紫外线能力强,形成有效值抗紫外线作用。
2. 具有光触媒特性,可发挥除臭∕脱色及杀菌的功用。
1. 形成奈米级的二氧化锡薄膜,供作sensor。
2. 搭配其它金属氧化物薄层及扩散技术,可形成半导体导电层(P型及N型皆可)。
1. 形成红外线(IR)吸收层。
2. 形成导电薄膜。
建议可采用二氧化硅奈米溶胶,可在常温固化成膜。
银表面发黄,主因是因为大气中含有微量的二氧化硫气体,以及人体皮肤表面含有机硫化物,皆会让银表面接触后失去光泽而发黄。建议可采用UW-300银抗变色剂,让银表面形成分子层保护层,防止硫化银或其他氧化反应发生。