生医材料与组织工程 .doc

2007/3/16 第期— 動態報導 課程新知 教材教法 專題研究 技職園地 動態報導 1. 職業學校群科中心學校與課程綱要發展小組對談會議 依教育部台技(三)字第09號函辦理。96年月日(星期) 地點：國立台中高農教學實習旅館1F ▲Top 課程新知 奈米化學與材料 技術簡介 奈米(nanometer,nm) 是度量衡單位，但奈米所代表的意義確不只是尺寸的縮小，而代表了因尺寸的縮小而產生出來之獨特特性；例如質量變輕、表面積增高、表面曲度變大、熱導度或導電性增加...等，因此也就衍生了許多新的應用。奈米化學及材料技術便是建立各種技術將成份、材料、介面結構等控制在1~ 100 奈米的大小，並改變其操控方式得到獨特之性質，以應用光電、資訊電子、儲能、半導體新材料及關鍵零組件開發。這些技術包括：奈米化學合成技術、奈米結構性能與模擬、奈米材料與製程技術、奈米檢測技術及建置相關奈米產業技術研究設備，提供產學研充分運用，以促進產業落實奈米技術研發應用。 研究現況 建立我國發展奈米產業科技的所需跨領域共通性核心技術，包括奈米檢測技術、奈米材料與製程技術、奈米結構性能與模擬等技術，且建置相關奈米產業技術研究設備，提供產學研充分運用，以促進產業落實奈米技術研發應用。 分子設計與模擬技術：奈米微結晶材料結晶形態與晶格結構預測、半經驗量子力學方法參數預估、奈米材料化學性能模擬。 奈米結構性能及製程模擬技術：奈米多元素結構特性及形成模擬技術、奈米多層膜特性及形成模擬技術、奈米結構質傳模擬技術(粒子數20,000)。 精密化學分子結構設計與合成技術：藉由對化學分子微細結構的了解，促使新性質之發崛並進一步賦予機能性。藉由推動分子結構設計之化學品與光電機能之結合，以開拓高科技產品。這些技術包括：微細結構與精密分子結構合成、純化、機能性製程反應化學技術，所開發之化學品可具備光、電、磁等應答特性，如感光、導電、介電、電激發光、電磁遮蔽、分光、導光等特性。 奈米材料與製程技術：建立奈米結構、緻密及多孔性、可控制長寬比、高組成及晶相純度且粒徑分布窄之單元及多元金屬、氧化物與氮化物材料製備與分散混練技術；建立自動化超臨界流體處理系統，達到奈米載運功能；建立高長寬比(aspect ratio) 多層金屬奈米線/管及複合奈米氧化物纖維合成技術與polymer/slurry oxide分散技術；建立金屬/半導體自組裝奈米介面操控技術。 奈米檢測技術：建立高解析奈米纖維、孔洞、模板、超薄多層薄膜材料分析技術及材料之薄膜/微區結晶結構、結晶粒大小基本特性分析技術。 研究成果及效益 奈米結構性能及製程模擬技術在分子模擬方面，本計畫建立透明導電金屬氧化物結構量子計算、有機分子紫外線區域吸收光譜量子力學計算、液晶分子相變化以及矽結晶與融解之分子動力計算等原子、分子尺度材料性能計算與設計技術。此外，建立化學分子或材料之結構及性質資料庫，利用統計方法分析數據與分子結構間之關連性，找出設計新材料的方法。 精密化學分子結構設計與合成技術 利用CVD法合成奈米碳管：碳奈米管(carbon nanotubes)是管徑大小在奈米(10-9m)範圍的中空管子，管壁純由碳原子組成，且其結構近似石墨。這樣管狀的碳原子結構擁有許多新的性質，諸如質量輕、高強度、高韌性、可撓曲、高表面積、表面曲度大、高熱導度、導電性特異等等，化工所開發複合金屬奈米觸媒，將碳氫化合物在高溫下進行脫氫碳化反應以合成多種規格的碳奈米管，同時搭配下游應用業者，如場發射平面顯示器及鋰離子電池廠商同步開發應用技術。 顯像材料微粒化與應用技術：化工所已成功地建立顏料奈米化分散技術，及關鍵的分散劑合成設計。所產出之奈米顏料為Y(黃)、M(洋紅)、C(青)三色，產品型態為含有平均粒徑30nm之10%顏料分散液，具有冷熱回溫安定性，可運用於相片級之彩色噴墨印表機中、及多種顯色產品上。目前分散技術，已趕上先進之美國，而噴墨墨水之應用則與歐、美、日同步。 奈米材料與製程技術 利用電漿熱反應製程製造奈米粉體及奈米纖維材料。本專利技術可低成本連續式量產公斤級(單機每小時)之高純度(99.5%)奈米材料。目前可作為儲能、(光)觸媒、觸媒載體、磁性記憶、拋光研磨、發光/感光、介電、超硬耐磨及熱電傳導/阻絕等材料。 建立奈米結構組裝技術開發，以陶瓷薄膜的奈米介面結構創造出半導體特性元件，並結合自組裝平坦化陶瓷基板，提供電子光電產業在整合型被動元件製作、高頻晶片構裝載板、以及積體電路製造上另一種高效能低成本的製造方法與技術專利佈局，這將使台灣電子產業在全球的產值及技術上佔更重要的地位。 奈米檢測技術 與德國IFOS技術合作引進目前世界上最快速的奈米縱深定量分析鑑定設備 二次中性原