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科技界金馬獎頒獎奈米技術佔要角

103/02/21 4412

黃承揚｜英商牛津儀器

每年年底是亞洲電影重要獎項金馬獎頒獎的月份，不惶多讓，美國有線電視新聞網（CNN）也於2013年11月公布科技界的金馬獎：「2013年度10項改變生活的科技(The CNN 10: Inventions)」。綜觀這些讓人們生活更方便的10項科技及相關領域新發明，不難發現，奈米技術已成為重要的領頭羊，讓人們生活帶來莫大改變。

CNN選出之10項科技及新發明，包括可深入災區的仿人機器人，為視力受損者恢復視覺的生化視網膜，利用地心引力可提供照明的LED重力燈，集GPS、視訊相機、網路瀏覽器於一身的Google眼鏡，利用石墨烯材料製成的感測器，監測口腔內細菌的牙齒刺青等等。這些發明在在證明奈米科技已深入至我們現已使用或未來幾年就可上市的產品中。

從CNN票選的10項改變生活的科技裡，令人驚訝的發現每一個得獎項目或多或少都有奈米技術隱含其中。例如:Google眼鏡內的奈米電子製程技術，LED內的奈米光子晶體，機器人鋰電池系統所採用的奈米化學技術，以及應用於生醫檢測的石墨烯與奈米碳管，奈米技術無所不在。

10項發明中，最特別的乃是由美國普林斯頓大學(Princeton University) Michael McAlpine教授所開發之牙齒刺青感應器(Tooth ‘tattoo’ sensor)。這是讓石墨烯應用於生醫感測領域上，用石墨烯材料製成的感測器來監控牙齒細菌，讓病人一呼一吸間蒐集口腔內的「細菌情報」，並透過無線網路裝置回傳給醫療人員。

說是牙齒刺青一點都沒錯，McAlpine教授利用單層碳原子構成的石墨烯薄膜，具有極高的柔軟性，適用在各種不同彎曲或弧形的表面上，而將石墨烯感測器鑲嵌到牙齒平面上。由於奈米結構具有高體表面積比，同時石墨烯為片狀結構排列，讓表面擁有更多接觸面，可於單位面積內固定許多生物分子，有效提高生物感測器敏感度、反應時間與選擇性；同時石墨烯也擁有活性官能基，如C=C、quinonic、ketonic、carbonyl，易與蛋白質生物分子共價結合，或是溶解生物目標物形成界面，讓生物微量檢測得以實現。

目前石墨烯量產仍有困難，生產成本也居高不下，且市面上產品仍相當稀少。但許多產業界龍頭已瞄準其多元化的市場發展，積極開發新興產品，大量布局應用專利，準備未來進軍商業化市場。（本文由國科會補助｢新媒體科普傳播實作計畫─電機科技新知與社會風險之溝通｣執行團隊撰稿／102年/11月）

責任編輯：楊谷洋｜國立交通大學電機工程學系暨科技與社會中心智庫研究團隊

石墨烯(13)

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