奈米科技

金箔是一種極薄的黃金薄片，常用於裝飾甜點以提升奢華感，其厚度約為10-7米。隨著科技進步，材料科學家合成了僅一原子層厚的金箔片，稱為Goldene，這是一種二維材料，又被稱為石墨稀的金黃表兄弟。Goldene是一種半導體材料，能幫助精確控制電流，滿足奈米電子元件需求，而且其巨大的表面積使其成為優異的催化劑，可降低化學反應活化能。瑞典林雪平大學發展出防止Goldene捲曲的方法，但製備過程相當耗時，若要大規模生產仍有難度。未來，隨著製備技術的完善，Goldene將在奈米元件和催化領域發揮更大作用，讓我們一起過上一個真正的「黃金時代」。

奈米材料如何成為奈米科技，關鍵在於奈米圖案化技術，如電子束微影，這技術利用電子束在材料表面製作圖案，可達到奈米級解析度，並可製作奈米級電子元件，另一種技術是透過雷射在材料表面進行加工，然而，這些方法昂貴且複雜。哥倫比亞大學提出一種利用中紅外光與材料共振的新技術，能低成本且高解析度地製作奈米圖案，而這項作法看起來像是在為材料「解開拉鍊」一樣，這樣的方式為奈米科技的發展提供了新的方向。

《三體》中的故事描述地球人為了與外星文明接觸，提出了「階梯計畫」，試圖利用奈米帆船的技術加速探測器前進。在現實生活中，NASA確實研發了奈米帆船-D(Nanosail-D)，希望能利用太陽光進行可控的太空航行。儘管Nanosail-D曾經遭遇失敗，但NASA仍致力於奈米帆船中太陽帆的技術發展。太陽帆利用光子產生的微小推力進行推進，是一種具有潛力的低成本太空探測方式。隨著科技的進步，奈米帆船將帶動對宇宙奧秘的更深入探索，同時開發無汙染、零成本的太陽能源利用潛力。

2024年初，Netflix上播出的《三體》成為臺灣地區熱門影集之一，它改編自劉慈欣的同名科幻小說。故事中，主角奧姬是奈米科技專家，透過奈米纖維改善人類生活。奈米纖維是一種能大幅提升表面積與體積比例的材料，可應用於醫療、過濾和藥物載體等領域。製作奈米纖維常用的方法是靜電紡絲，透過施加高電壓使液體成為帶電狀態，再拉伸成細流。雖然《三體》中呈現奈米纖維作為武器的場景純屬虛構，但它激發了對科學潛力的想像。讓我們來瞭解現實生活中奈米纖維的實際應用吧！

每個人擁有獨特的指紋，從過去到現在，辨別指紋成為警方緝凶的絕佳證據。不同的材料也擁有各自的「指紋」，因為原子間的鍵結會產生獨一無二的振動。拉曼光譜是透過光子射入材料與材料分子的交互作用，使得光子失去部分能量，再透過偵測光子的能量改變，可以進一步作為材料的辨別。這項技術被廣泛應用於奈米科技、食藥檢測、藝術保存及考古探究。

多數人可能都曾幻想過，若有穿牆透壁的超能力，一定能帶給生活許多的便利。這不再是天馬行空的幻想，而是真實存在的物理現象。根據量子力學，在原子的維度裡，電子能夠穿隧位能高牆，有如網球能夠穿過牆壁一樣。此現象早已不只是理論推測，而是已經被實際應用在我們生活中的「記憶元件」及「奈米科技」發展之中⋯⋯