矽顆粒集合﹗

Original publish date:Aug 29, 2003

編輯 Agape 報導

加州大學聖地牙哥分校的化學家研發了能自行組合的矽顆粒。

當奈米科技的技術不斷地突破時﹐部份科學家就已經開始在構想奈米尺度的” 微型機器人” 。若是這個構想能夠實現﹐其用途將相當廣泛﹐從奈米感應器﹑生物科技﹑生化毒物偵測﹑到污染物濃度的監測﹐都是可以應用的範圍。在即將出版的九月份Proceedings of the National Academy of Sciences﹐加州州立大學聖地牙哥分校化學系的Michael Sailor與其研究生Jamie Link﹐就發表了他們製造出稱為“智慧灰塵“(smart dust)﹑可以進行自我組合﹑具選擇性偵測作用的矽顆粒。

他們的實驗方法﹐是將一般的矽晶片﹐先以化學方式對其中的一面進行蝕刻﹐產生具多孔性與反射光澤的表面。然後在這一面上﹐塗上具斥水性(hydrophobic) 的物質。至於矽晶片的另外一面﹐他們利用類似的蝕刻方法﹐然後使晶片暴露於空氣中﹐使得這一面具有親水性(hydrophilic)。最後﹐他們利用振動的方式﹐將處理過的晶片震碎成為僅有人類頭髮直徑(約100 um)大小的微粒。

當這些微粒被加入水中時﹐它們具斥水性的一端會面向空氣。此時如果在水中加入不溶於水的油滴﹐這些微粒將會以具斥水性的一端﹐將油滴包圍起來。除此之外﹐由於油滴與微粒斥水端的接觸﹐會使得微粒所反射出的色澤﹐有些許的改變。隨著油滴或受測的非水溶性物質的不同﹐微粒反射色澤也會有不同程度的改變。根據同樣的原理﹐微粒具親水性的一端﹐隨著水溶性受測物的不同﹐也會呈現不同的反光色澤。

或許有人會質疑﹐那麼小的微粒﹐肉眼辨識都不甚容易﹐如何能看出其中顏色的變化﹖根據Link表示﹐由於這些矽微粒具有自行組合聚集的功能﹐雖然個別微粒的改變不易辨識﹐但是(數百或數千)聚合後的集合體就可以產生足夠辨識的結果。

Sailor與Link的研究結果﹐雖然還在起步的階段﹐與科學家所構想的微型機器人還有一段距離。但是Sailor樂觀地表示﹐在尺度縮小化與自行尋找偵測目標與組合聚集上兩方面﹐他們的研究結果對於未來的發展﹐仍是非常重要的一步。

參考來源：

• ScienceDaily: UCSD Chemists Develop Self-Assembling Silicon Particles

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