奈米結構是一個令科學家們充滿了幻想的神奇領域。這些奈米結構比物質的原子及小分子要大,但比我們今天建構各種電子產品的微米結構要小,量子效應在這個尺寸變得非常重要。而有意思的是,自然界各類生物也是以此一奈米尺度在運作。
上個世紀,人類發展出各種尖端科技,尤其是顯微技術的成功發展,使我們今天有能力可偵測及控制個別原子或原子簇,進而建造及了解奈米結構;此外,分子自組裝的技術突破,也讓化學家們開始設計超大分子及其他各種奈米結構和材料;再加上基因序列的破解,科學家對基因及蛋白質等有機奈米結構的個別性質及相互作用也有深入了解。有了這些整體發展,我們得以踏上解開大自然奧秘的第一步,不但能滿足我們的好奇心,更進一步可以學習大自然,建構起模仿自然界運轉法則的新科技。
這樣的仿生科技,將能提供新的機制與突破,為新世代產品開創新契機,不但可提升能源的使用效率,並可加速低污染、高效能能源的開發,以減少資源的消耗及環境汙染。因此,仿生科技的發展可以帶來新的能源開發與應用概念,有效應用地球有限的資源與能源。
值此國內各界正如火如荼開展奈米科技研發的時刻,使大眾能對奈米科技有正確認知,是很重要的工作。很高興遠流能在此時發行《學蜘蛛人趴趴走》,對一般讀者認識仿生科技將有極大的助益。此書的特點是文章流暢,深入淺出闡明科學新概念,具非常高的可讀性。
毫無疑問的,仿生科技將是二十一世紀科技與產業發展最大的驅動力。仿生科技正在創造新一波的技術革命與產業,對於人類生活的影響將是全面的。預測未來仿生科技所產生的新材料、新特性及其衍生之新裝置的影響,將遍及儲能、光電、電腦、記錄媒體、機械工具、醫學醫藥、基因工程、環境與資源、化學工業等產業。相信透過仿生科技的全面發展,我們將能實現永續發展的美夢。
(本文作者為中研院院士、中研院物理所所長、奈米國家型科技計畫總主持人)
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