奈米線材國際發展現況

 

刊登日期:2015/8/5
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奈米科技近十年來的相關技術發展已超過預期(圖一),並在各種應用方面得到良好成效。奈米技術的應用首先主要是通過縮小晶片尺寸來改進電子器件、設計新藥、綠色污染過濾、製造敏感度高之感測器等等。而進一步的應用則是智慧化的模擬反應材料,採用直到原子層次、奈米點和自組裝方法來設計智慧材料。


圖一、2004~2013年奈米材料相關ISI索引文章趨勢

奈米線的國際趨勢
1999年美國對各國奈米技術的研究現狀進行了調查,認為日本在奈米器件、奈米結構材料方面佔優勢;美國在奈米合成、化學品和奈米生物技術方面佔優勢;歐洲則在奈米粉末、奈米塗層和新型儀器方面佔優勢。奈米技術為經濟增長的新動力,提供了更豐富且精密的產品,還有更重要的是建立了新的思考方式和新經濟觀。奈米產品成為人類普遍使用的產品,是市場產品結構的一大變化,任何產品都可能包含了奈米技術或是奈米材料的成分。

反射NIR涼爽纖維紡織品
國內外的紡織產業, 近年來已推出多款反射日光熱的紡織品(例:瑞士Coldblack),工研院依照奈米標章的(TN-025)規範,利用光譜儀來分析市售110組樣品,發現市售品的NIR反射率範圍主要分佈在50%~60%之間,而工研院產品的NIR反射率則都在60%~70%之間。除可應用於服裝,也可推廣至遮陽簾、帳篷、陽傘等夏天用的抗熱相關產品。

奈米銀線防偽技術
南韓KAIST研究團隊將20~30根長約10~50 μm、塗上矽的奈米銀線,隨意散落在柔軟可撓的PET(Polyethylene Terephthalate)塑膠薄膜上,製成獨一無二的指紋圖案,若想破解,則需要操控這些奈米級的細線排列成一模一樣的圖案,而這幾乎是不可能,也不合乎成本效益的行為。此外塗上各種螢光染料的奈米線,在光學顯微鏡下才能看到,只要奈米銀線的位置和顏色與資料庫留存的原始圖案不吻合,使用者就無法登入或開鎖,大幅增加了複製的困難度,而每個指紋圖案的製作成本不超過一美元。


圖五、由結晶銀製作的奈米銀線,直徑為數十奈米

長效性抗菌材料
因奈米銀線的抗菌機制為將在內部之銀離子傳遞出來,當病源體表面帶負電靠近或接觸到基材時,其銀離子會受到負電荷之吸引與病源體接觸,進而進行氧化還原作用,將病源體細胞膜破壞或抑制其酵素活性,使病源體失去活性或死亡,因此奈米銀線在基材內部之抗菌能力及抗菌時效性(>28天)均優於目前市售奈米銀(<14天)。

工研院材化所奈米線材之研究現況
工研院材化所之金屬奈米線製作技術目前完成開發銀、銅奈米線,藉由實驗參數調控成核點的大小,研發出不同尺寸的奈米線,快速(<10 min)且大量(公斤級)合成高長徑比奈米線。可以調控線徑從30~120nm、長度5~30 μm,達到100L量產規格且可調控奈米線長徑比(Aspect Ratio)、銀線比率大於90%、產率大於90%之奈米銀線;若以此為原料並應用於抗電磁波、導電、導熱及抗菌產品,皆能呈現
……以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

作者:孫文賢、唐靜雯、陳志龍/工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌」344期,更多資料請見下方附檔。


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