新穎蝕刻製程雕琢出複雜3D奈米結構
- 上線日期：2012/1/12 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
西班牙科學家利用膠體化學研發出一種奈米蝕刻技術，可用來精密製造形狀複雜的中空奈米粒子。此新技術將兩種廣為人知的蝕刻製程合併成單一步驟，對已經合成的奈米粒子進行形狀的修改，製作來出來的奈米結構可望應用於藥物傳輸、催化反應，甚至是奈米機器人的結構零件。
製作奈米物件的方法之一是以原子或分子為建構單元加以組裝，通常得利用掃描式電子顯微鏡或原子力顯微鏡的針尖來移動單一原子/分子，過程既繁瑣又冗長，且探針尖常會黏在奈米物件上。最近，西班牙Institut Catala de Nanotecnologia的Edgar Gonzalez等人利用膠體化學來克服此問題。他們以伽凡尼取代反應(galvanic replacement)和克肯達效應(Kirkendall effect)由內而外地蝕刻出奈米粒子內部空腔，進而製作出幾何複雜且內部相連通的中空奈米結構。
克肯達效應起因於原子濃度不均時，原子/空洞交互擴散的結果，濃度梯度的存在導致材料中形成空隙。伽凡尼取代反應也是一種以銀奈米結構為犧牲模板，在貴重金屬中製造中空結構的簡單方法。該小組製作出的奈米物件包含分子或奈米迷宮(銀和金或白金)及富勒烯結構(金)。其他結構如奈米盒子、多孔奈米管及奈米支架，皆能以金和銀的奈米粒子製造。中空奈米結構可做為奈米膠囊，用來輸送藥物到達目的地(例如腫瘤)，或將催化劑載運至欲使化學反應發生處，而施加電磁場可控制膠囊的開關或將它加熱。
團隊主持人Victor Puntes表示，巨觀世界無法利用此法蝕刻材料，但在奈米尺度下，只要將蝕刻材料與奈米粒子適當混合便能造成強烈的蝕刻效果，原因奈米粒子有極大的表面積比例。高解析穿透式電子顯微鏡(HRTEM)讓研究人員能以原子尺度來觀察並分析上述奈米結構。此外，該項技術能輕易地擴展至工業規模。詳見Science 334, pp. 1359-1360 (2011)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/48085
譯者:黃聖杰(台灣大學物理系)
責任編輯:劉家銘
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