奈米捕捉術大躍進
- 上線日期：2009/11/30 上午 12:00:00
- 資料來源：電子工程專輯
如何控制奈米材料的自組裝一直是奈米科技的ㄧ大挑戰。拜合成與成長技術進步之賜，目前研究人員已經可以製造出具有不同特性的奈米微粒。它們的應用範圍相當廣泛，包括先進電子領域、次波長光子學以及生物分子探測。然而，奈米顆粒通常是懸浮於液體中，不容易精確控制其位置，以便組裝進入元件或電路中。
哈佛大學的Keith Brown與Robert Westervelt利用三軸原子力顯微儀(triaxial AFM)設計了一種可以操控奈米顆粒的工具。此三軸探針的導電AFM針尖含有兩個導電殼(conducting shells)，當中以絕緣層隔開。
針尖及內殼上施加了一射頻電壓(radio-frequency voltage)，外殼則接地。針尖有開口讓電場逸出，並在表面之外產生一零電場，因此可以利用負介電泳動(dielectrophoresis)來抓住水中的奈米物質。由於水的介電常數比大部分的物質都還要大，因此水會將奈米顆粒推向電場極小值處。
哈佛大學的這款非接觸式三軸原子力顯微儀鑷夾(triaxial AFM contact-free tweezer, TACT)，在操作上就像將手伸入一個裝滿棒球的大袋子，並從中取出ㄧ顆球。由於針尖的周圍是排斥力的區域，所以可以確保一次只有一個顆粒被捕捉住。此外，非接觸的設計則可以防止奈米顆粒因凡得瓦爾力(van der Waals forces)而黏在針尖上。
這項新穎的設計可以用來捕捉單一個半導體量子點、碳奈米管、半導體奈米線，甚至於生物顆粒(例如病毒)。這項技術可以用來捕捉直徑小至4 nm的奈米微粒。詳見Nanotechnology 20, p.385302 (2009)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/40859
譯者:蘇俊鐘(中央研究院應用科學研究中心)
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