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師法自然滾動創意

97/09/10 21404

王郁涵｜臺灣大學新聞研究所

下雨天，雨水滴在荷葉上，水滴聚集成珠滾動，狀似「大珠小珠落玉盤」的蓮葉效應就發生在大自然之中。這番詩情畫意的情景，看在科學家眼裡，卻別有一番啟發。

大自然裡粒粒渾圓、不用任何外力就會滾動的液珠，是國家實驗研究院儀器科技研究中心（儀科中心）研發團隊夢寐以求的目標。大自然做來輕而易舉，人類想要克服液珠經常半路黏在管壁上、形狀容易破碎散開、需要幫浦驅動的問題，卻大傷腦筋。

回憶當初，為使晶片也能有像荷葉的絨毛效果，團隊早也想晚也想，「帶著孩子去游泳也想」，一位同仁看見游泳池底排成的「同心圓型」馬賽克磁磚，靈機一動，把概念帶回實驗室。邀請清華大學動力機械系楊鏡堂教授合作，以數據理論模擬推算，把晶片蝕刻上奈米級同心圓型的條紋，居然成功了！

看著渾圓的液滴精準沿著蝕刻上條紋的晶片滾至中央，甚至不會掉落，儀科中心高健薰組長一個手勢翻過晶片，液珠果真還在。蓮葉效應圖紋晶片概念獨創，深獲評審激賞，囊獲 2007 年臺北國際發明暨技術交易展金牌、德國紐倫堡國際發明展競賽的銀牌、以及臺灣新創獎，成績斐然。高組長表示，師法自然的原創性是獲得青睞的主要原因，也因為原創，更得到難得的「上位專利」申請成功，不再受到國外專利的箝制。

想知道化妝品的水楊酸含量嗎？吻仔魚中漂白劑是否過量？甚至想自己驗膽固醇、血糖及三酸甘油酯，隨時做好健康照護嗎？由於「蓮葉效應圖紋晶片」能讓試劑與待測物都滾至同一點，有自動、快速混合的特點，改善了以往試劑檢測儀器需要幫浦驅動液滴、耗時、耗試劑，以及難以定量的缺點。

儀科中心把蓮葉效應圖紋晶片整合光機電技術，利用光學偵測系統直接進行光吸收度檢測，應用在生化反應、免疫反應、藥物檢測、食品檢測、水質檢測等領域，製成一台由一片壓模成型的拋棄式晶片、一盞 LED 燈、一個光電二極體加上外殼組成的「液珠生化檢測儀」，一台成本不到 3 千元，看似陽春卻精準。當然，這也讓儀科中心在臺北國際發明暨技術交易展中又多拿了 1 面金牌。

資料來源

《科學發展》2008年9月，429期，75 ~ 76頁

蝕刻(5) 蓮葉效應(4) 表面張力(12) 科發月刊(5210)

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