奈米是什麼米?

Posted by Ms. Today

「奈米」這個名詞近來在媒體上不斷出現,運用「奈米科技」的新產品不斷在電視或網路上強力播送,儼然成為又酷又時尚的行銷名詞。「奈米光觸媒」、「奈米布料」、「奈米化妝品」乃至「奈米馬桶」…令人眼花撩亂的各式產品,莫不訴諸奈米科技的光環。然到底「奈米」是什麼米呢?

對於科學家來說,奈米(nanometer)就是ㄧ長度單位,米(meter)的10-9次方,即十億分之ㄧ公尺。無法想像這個大小嗎? 拔下一根頭髮,一奈米大概是頭髮寬度的十萬分之ㄧ倍喔!至於它為什麼重要,還是因為自然界中的原子、分子大小多半屬於奈米級或是更小,到了這個尺度以下巨觀世界的物理規則多半已不適用,而是以量子物理的原則討論起分子間的作用,因此也格外引起科學家們的興趣。畢竟量子物理是二十世紀顯學,到了二十世紀末人們第一次可以「看見」原子、「操縱」原子並且利用量子力學探討它們的互相影響,對科學家來說是夢寐以求的機會,這也就是為何全世界有無數實驗室競相投入研究。廣泛的說,只要是運用奈米級(1~100nm)粉末、孔洞、結構物進行的研究都可以稱為奈米科學;包括物理學、化學、材料科學、電機科學、微機電等領域都有研究者投入。

而奈米科技對我們的日常生活有什麼影響呢?目前商品化的奈米產品中,以防潑水的衣料最為成熟;此種衣料表面用奈米分子處理,奈米分子和水分子的小接觸面積造成極大的接觸角(contact angle)及極小的浸潤效果,使得液態的污漬無法附著。同樣的原理也被用在「奈米馬桶」上,馬桶內面塗層(coating)使用奈米塗料使得水分不易沾著,也更加利於清洗。

身為一個女性,Ms. Today每每在逛街時對於玲瑯滿目的「奈米粉餅」、「奈米3D眼影」、「奈米美白潔容霜」等等訴求新科技的美妝產品愕然失笑。首先奈米級粉末擁有高比表面積特性,較諸一般微米級粉末其表面能非常高,因此極為容易因為粉末流動的摩擦產熱而造成爆炸;一般有進行奈米粉末研究的實驗室都很注重粉末的存放及安全性。我實在無法想像小化妝包裡裝了10克「奈米粉餅」,簡直就像隨身攜帶炸彈阿!

寫這篇文章的原因其實是因為剛剛讀到一則新聞:『貴死人奈米衣,免洗還防感冒』首先我對這個康乃爾大學的研究並不清楚,但想來應該就是利用第三段說的「蓮花效應(lotus effect)」即改進表面結構造成防水防塵效果;這個現象最早是由德國植物學家Wilhelm Barthlott發現,蓮葉表面的奈米級蠟結晶可以造成極大的接觸角,使得水珠無法附著在葉片上,一經風吹即滾落而達到自清效果。不過記者這段話但用放大鏡仔細檢查,在洋裝的上半部,以及外套的袖子、風帽和口袋部分,看到大量的靜電奈米分子,形成包覆棉花纖維的保護膜。簡直令人大嘆記者的程度:用放大鏡就看的到奈米分子?還看的到帶有大量靜電?這是新科技「奈米放大鏡」嗎?

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