3小時讀通奈米科技

第1章  奈米科技的魅力
Part1  不久將來的美妙生活，絕非夢事
Part2  「奈米」這個單位，以及它的世界
Part3  為何我們現在需要奈米科技？
Part4  生活周遭的奈米科技
Part5  細微的製作法
Part6  美國前總統柯林頓的反擊「開拓未來的技術」

第2章  觀察奈米世界
Part1  發生在極小世界中的穿隧效應
Part2  光學顯微鏡的觀察極限
Part3  從使用可見光到使用電子束的顯微鏡世界
Part4  使用電子取代光線的穿透式電子顯微鏡的原理
Part5  掃描式電子顯微鏡的構造
Part6  用掃描探針顯微鏡來寫原子文字   
Part7  用掃描穿隧顯微鏡來看一個一個的原子
Part8  原子力顯微鏡可以觀察絕緣體試樣
Part9  近場光學顯微鏡，是解放光波長極限的顯微鏡
Part10  具有觀察、切削、黏接等三種功能的掃描離子顯微鏡

第3章  碳會依據結晶構造而改變外觀
Part1  同樣是碳，但是鑽石跟木炭卻不一樣？
Part2  有著足球形狀的富勒烯（Fullerene）
Part3  富勒烯可以防止老化
Part4  奈米碳管的發現
Part5  奈米碳管的應用   
Part6  將奈米碳管運用在半導體
Part7  將奈米碳管運用運在次世代大型顯示器  
Part8  將奈米碳管運用在燃料電池

第4章  資訊技術與奈米科技
Part1  由上而下（Top-down）技術達成半導體的細微化製程
Part2  新技術的展開則是由下而上（Bottom-up）技術
Part3  用小小的電子容器來操作單電子
Part4  奈米裝置（1）單電子記憶體
Part5  奈米裝置（2）單電子電晶體
Part6  磁碟高密度化的挑戰
Part7  藉由近場光所完成的次世代大容量光碟
Part8  使用分子電子科技所完成的分子電腦
Part9  何謂超高速量子電腦
Part10  用電子紙來獲得最新資訊
Part11  奈米玻璃的魅力

第5章  對生物科技上的應用
Part1  對帶有病因的基因發揮作用的基因體製藥技術
Part2  符合個人需求的訂製式醫療
Part3  只對傷病部位發揮作用的單點藥物傳遞技術
Part4  用生物晶片來提早發現體內異常
Part5  人體人造人化的人體建構技術
Part6  活體內的奈米機械

第6章  環保與奈米科技
Part1  靠燃料電池來阻止地球暖化
Part2  以人工光合作用來供給能量
Part3  淨化環境的奈米過濾器
Part4  分解空氣中髒污的光觸媒

第7章  奈米科技對世界帶來的影響
Part1  美國的奈米科技推動策略與開發情況
Part2  日本的奈米科技策略與現狀
Part3  EU及亞洲各國的奈米科技情況
Part4  奈米科技可以帶給人類光明的未來

參考文獻
索引

前言

　　距今半個世紀之前，可以掛在牆壁上的電視機，到處都能通話的行動電話，還有可以幫助人們的飛天機器人等等，這些都是未來的夢幻生活。而在21世紀初，雖然機器人好不容易才可以使用關節走路，但是壁掛式電視或行動電話，卻早就已經融入我們的日常生活中了。

　　尤其以行動電話來說，現在也不只是電話，更有著電子郵件、遊戲機、電子錢包、網際網路、GPS、影像電話、數位相機等等令人目不暇及的多項功能。而且目前的技術仍未碰到瓶頸，還可以挑戰更多的功能與更小的尺寸。例如最近的汽車廣告，甚至有汽車自動察覺遠方危險而煞車的景象。也就是汽車將會代替駕駛人的眼睛和耳朵，感測出各種危險，並比駕駛更快地判斷應付。而這種代理駕駛人知覺、感覺，讓車輛行駛更加安全的，就是奈米科技了。

　　1奈米是十億分之一公尺，大概只有分子程度的大小而已。奈米科技就是將物體切削到如此細微的技術，以及直接組合原子．分子的技術，也就是說人類已經能夠操縱分子世界了。這正是實現了Eric Drexler在《Engines of Creation》中所描述的「分子建構機」。「把牛所吃的草與水放入建構機裡面，再根據程式運作機器，就會跑出牛排來」，雖然目前還不能做到這種程度，但是生物科技領域中所進行的研究，確實有分析身體內的DNA，藉由操作基因來事先預防疾病的項目。

　　話說回來，雖然奈米科技被稱為是「帶起21世紀工業革命的原動力」，但是這項技術並非突然誕生的。奈米科技是從20世紀開始累積技術，自微米世界進步到奈米世界的。這是世界上許多精銳研究學者付出敏銳觀察力，以及腳踏實地的努力所換來的成果。

　　排水性超高的雨傘，不使用染料的顯色纖維，看起來更自然的化妝品等等，這些我們身邊的小東西，其實都有利用到原子．分子等級的奈米技術。甚至連原本預測要到21世紀才能實現的「藍色發光二極體」，也已經在1993年發明出來了。之後，二極體壽命等等不停地改良，並運用在讀取次世代DVD的藍色雷射二極體上。這種藍色發光二極體，就是奈米科技下的產物。因為是以奈米等級來製作，所以藉由電子所具有的「量子效應」，能夠開發出比當今超級電腦處理速度更快，而且消耗電力更低的量子電腦。

　　跟著本書的內容閱讀下去，可以發現到世界上許多獲得諾貝爾獎的研究成果。像是江崎二極體、電子顯微鏡的發明、可以看見原子的探針顯微鏡、讓電腦可以放在桌上的LSI（大型積體電路）發明、具有驚人特性的碳同素異形體富勒烯，還有奈米碳管等等，都是與我們日常生活緊密結合的技術。另外，從預言富勒烯存在的大澤博士開始，乃至發現氧化鈦光觸媒的藤?昭博士或本多健一博士等等，許多日本研究學者的活躍，對奈米科技的發展帶來了極大的貢獻。

　　目前人類正在面臨著重大的問題，有人口增加帶來的糧食危機、溫室效應等環保問題，還有化石燃料資源枯竭所帶來的能源問題等等。而奈米科技被寄予厚望，認為它是能夠解決這些難題的。關心或從事奈米科技的人們，必須不拘泥於資訊技術、化學、機械、生物科技等專業領域的分別，具有共同的觀點與目標，才能開拓往後技術發展上的新領域。

　　圖畫書上所描繪的夢幻生活或科幻電影中所演出的情節，不會只停留在單純的想像階段，而是會慢慢被實現。執筆撰寫這本書，是希望奈米科技對各位讀者來說，不單只是週遭生活的小東西，而是未來人類藉以達成安全、富饒生活的新技術。所以請各位讀者務必藉著本書，充分品味奈米科技的世界。