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       奈米科技(nanometer technology)是各国竞相研发的技术,奈米科技中又细分为多种领域,不过就应用类型与发展区分,主要为奈米材料、奈米元件与奈米检测技术…等。其中奈米元件是指以分子、原子为基础,制造具特殊功能的微小元件,其与奈米材料与检测技术不同,结合已发展多年的微机电技术(MEMS),较不需要重新尝试错误,因此让奈米元件研究已有不少显著成果。

        奈米元件制造的微小器件或装置,在工业与医疗…等领域都有相当多应用,例如,美国加州大学圣地牙哥分校(UC San Diego)、圣塔芭芭拉分校(UC Santa Barbara)及麻省理工学院(MIT)研究人员,最近发表在1份科学期刊的报告指出,利用奈米元件技术,他们研发出能够随血液穿梭整个人体,但是不会被免疫系统发现的奈米货船(Mother Ship),船体直径50奈米,运作模式不但能侦测人体状况,甚至能把抗癌药物运送到指定的癌细胞,而不影响正常细胞。

        不过这类的奈米装置都会面临元件控制问题,如前述的奈米货船的船身直径仅50奈米,细部元件势必更小,特别是如果加入微机械或是微电子装置,人们才能更精确操控奈米装置,但往往面临严重问题,就是外部的控制机构如何控制奈米元件,如开启或关闭特定的装置?过去的研究多半是利用光学方式进行控制,不过光学控制法在电子设备中需加入额外控制装置,这本身就是1个难题,若能利用电子讯号直接控制,设计问题会简化许多。

        近来荷兰的研究人员指出,利用传统控制模式,例如,切换开关对于奈米装置都是不切实际,因为奈米装置太小了,因此研究人员利用1种能在锗结晶体(germanium crystal)上聚合的元素,形成开关,研究人员指出这样的开关很像弹珠台(Pinball)的档板,控制档板的讯号则利用扫描穿隧显微镜(Scanning Tunneling Microscope;STM)的尖端。

        研究人员表示,透过精确的控制尖端电流与距离,已成功使2个原子被锗结晶体开关控制下准确碰撞,整个架构就像1个原子规格的弹珠台。研究人员透露,经过观察,这个装置能使用简单的电子讯号控制奈米装置,甚至装置就算小到原子规格都不成问题。当然整个机构还需进一步实验,不过这项研究已开启非利用光学,而是与原来发展多年的电子学接轨的奈米机械控制模式。

图说:利用类似弹珠台的设计,原子可以成为弹珠,成为启动超微小奈米装置的开关。(Harold J. W. Zandvliet)

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