奈米技术应用工业-工业总会.ppt

1 * 1 2002 工業發展策略研討會 奈米科技應用工業 吳 茂 昆 中央研究院物理研究所 奈米國家型科技計畫辦公室 中華民國九十一年十一月五日 1 內 容 奈米科學與技術 奈米結構及材料應用 國內外趨勢 奈米國家型計畫科技計畫 奈米國家型科技計畫投資目標與策略 2 1 奈米 (nanometer) = 十億分之1 米(10-9 m) 人高 紅血球 分子及DNA 氫原子 針頭 1 奈米 0.1 奈米 1千 奈米 100萬 奈米 20億 奈米 奈米科技(Nanotechnology) Richard Feymann (1959): There’s Plenty of Room at the Bottom 3 奈米尺寸 新特性 尺寸效應 量子效應 表面效應 新契機 產業技術革命性的改變 結合各行各業的專門知識 1公分厚的奈米孔洞矽板 (Porous silica, pore ＜10nm， 隔熱性佳) 奈米科技 Quantum Corral 奈米粒子大小與原子分 佈粒子表面比例之關係 能階變化 Molecule Cluster Q-size Semiconductor Particle 4 Particle Size(nm) Surface Atoms Bulk Atoms %of Atoms in Bulk/on Surface 結合產業知識，發揮奈米特性 耐熱性/機械強度 難燃性 阻氣性 機能性纖維 低吸濕性 Nylon/clay ABS/Clay PET/Clay Nylon/Clay 抗UV.、遠紅外線 etc Epoxy/ Clay 銅箔基板 引擎蓋 黏土改質 - - - - - - 50? Polymer/Clay Nanocomposite 機能化改質技術 導電高分子濃縮母液 5 滿足人類大自然的好奇心 滿足人類對微小化器件的需求 滿足人類對資源更有效利用的要求 滿足人類對社會經濟發展的願景 發展奈米科技的必要性 7 12 1.陶瓷增韌 2.磁性材料 3.奈米微粒的活性及其在催化方面的應用 4.在生物和醫學上的應用 5.光學應用 6.在其他方面的應用 1.量子磁盤與高密度磁存儲 2.高密度記憶存儲元件 3.單電子晶體管的用途 4.高效能量轉化奈米結構 5.超微型奈米陳列激光器 6.光吸收的過濾器和調制器 7.微型傳感器 8.奈米結構高效電容器陳列 9.超高靈敏度電探測器和高密度電接線頭 10.奈米結構離子分離器 奈米材料的應用 奈米結構的應用 奈米結構和奈米材料的應用 奈米科技對經濟發展之重要性─ 未來市場之預估 美國工業界估計：奈米產品市場價值，在未來10~15年間，每年美金一兆元 日本日立總合研究所：2005年：2.3兆日幣/日本； 2010年：27兆日幣/日本 ，133兆日幣/全世界 材料 10年內，每年美金3400億元 半導體工業 每年美金3000億元 化學工業 奈米觸媒：每年美金1000億元 航太工業 每年美金700億元 工具(量測，模擬等) 每年美金220億元 醫藥品 一半生產將採用奈米科技 每年美金1800億元 8 國家型科技計畫之必要性 即時掌握我國進入奈米科技的競爭優勢 厚植本土基礎科學及工程研究實力與國際同步發展 研究機構具有能夠將創意「快速產業化」的組織能力 研究機構擁有高度的跨領域(材，化，電，光，機…)技術整合能力 研究機構與台灣的強勢產業(高科技製造業、傳統工業)有密切的合作互動關係 相關技術已鑽研有年，並已有成功開發奈米產品的實績 9 國外發展趨勢─政府投入經費持續增加 －美國：NNI，2億7千萬美元/2000，4億2千2百萬美元/2001， 5億7千9百萬美元/2002， 6億7千9百萬美元/2003 －歐盟：歐元13億/2002-2006 德：聯邦教育科研部(BMBF)，科研專款1.5億馬克 　 (7千萬美金/1999-2003) －日本：獨立行政法人研究預算295億日圓/2001，