奈米的美丽新世界1：台湾篇 小奈米，大商机 随着奈米技术鸣枪起跑，在许多不同的产业领域，都有人开始挖掘这座巨大金矿所埋藏的商机。以下将介绍国内三家公司最新的研发成果，包括用於维他命与化妆品添加物的「奈米金粒子」，用於制造高画质超薄显示器的「奈米碳管场发射显示器」，以及用於抗癌药物的「微脂体」。 撰文 / 张志诚 奈米金粒子－全球奈米科技公司 　　9月24日「奈米技术产业化企业领袖高峰论坛」不仅会场内热闹非凡，会场外的走道上也是热闹滚滚，国内7家在不同领域从事奈米科技研发的厂商，应邀到现场展示研发成果。除了常见的奈米应用产品之外，在会场的一角，有一家厂商展出的却是一瓶瓶光彩夺目，可应用在化妆品、保养保健、甚至食品用途的「奈米金」产品。 　　「其实将奈米材料运用在化妆品上，并不是新闻！」全球奈米科技公司技术部主任唐上文解释，他说，早在两、三年前，法国化妆品大厂L’oreal就已经运用奈米级的二氧化钛微粒，生产具抗紫外线功效的化妆品。他说：「如果将贵金属中的黄金加以奈米化之後，奈米金粒子的功能将超乎世人的想像。」 奈米金粒子活性大增 　　唐上文说，自古以来黄金就是最受瞩目的贵金属之一，不仅可加工成装饰品，它不易与外界起变化的安定特性，也使它被广泛应用在医疗领域。早在各种中药医典中，就清楚记载黄金性无毒，可治疗小儿惊风、癫痫等病症，而日本也将黄金当成一种添加剂，做成健康养生食品。 　　现在科学家已经验证，尺寸在1～20奈米的金粒子，其物理及化学特性都和金块大不相同。金块的熔点是1063○C，然而奈米金粒子的熔点却降到700○C。而原先物性极为稳定的金块，利用奈米技术微小到尺寸只有5奈米的金粒子时，它的活性却大幅增加，变成用途很广的触媒，除了可以拿来作为防毒面具的活性剂之外，还可以取代昂贵的铂，运用在汽车排气管内的触媒转化器。 奈米金的生物相容性高 　　不过全球奈米科技公司看中的，却是「化妆保养」及「健康保健」这块更大的市场。 　　唐上文拿出许多研究文献说，生命的起源来自於蛋白质，经过研究发现，人体近千种蛋白质中，有超过七成的蛋白质需要由微量元素的金属离子激化，才能发挥其生物功能。由於金属离子带有强烈的正电荷，可以与蛋白质所带的负电性胺基酸基团结合，进而发挥活化的效果，而金属离子中又以黄金的生物相容性高而最受青睐。过去由於金属奈米化的技术不够成熟，使其不易为人体消化吸收，现在将黄金制成奈米金粒子後，问题便迎刃而解。 　　另外，利用奈米金粒子与人体良好的生物相容性，将奈米金粒子与添加「左旋维生素C」的保养品混合後，由於金粒子极为细密，很容易就能透过微血管，将维生素C带到皮下组织。虽然维生素C的用量减少，但是其抗氧化，增加皮肤中新生细胞的功能却不变。 奈米化金属有如生医产业的炼金石 　　一直专精於金属加工及金属薄膜粉末加工的全球奈米科技公司，在奈米科技的这股风潮中，选择「金属奈米化」作为切入点，可说是顺理成章。不过由於一开始都是自行摸索生产设备，所以也缴了不少学费。唐上文带着记者来到後院，指着将近10几公尺长的废弃机具说，这些都是投入金属奈米化研发过程失败的仪器设备。 　　「不过，就是因为没有人愿意投入这块领域的研究，我们更要赶快进入，」他很高兴多年的努力总算有了成果，目前以弧光放电，并以真空冷凝法收集金粒子的物理生产方式，已经能稳定量产奈米金粒子。 　　目前全球奈米科技公司和中研院、工研院生物技术中心及台大物理所订有研究合作计划，希望能够开发出更多奈米金粒子在生医产业的用途，下一步则将进行其它贵金属的奈米化研究，让奈米化金属成为奈米科技的炼金石。 奈米碳管显示器－翰立光电 　　位於新竹科学园区的翰立光电是台达电转投资，专责开发新世代平面显示器，也就是奈米碳管场发射显示器（CNT-FED）的子公司，负责翰立光电研发CNT-FED之重责大任的研发处经理陈来成博士，拿着一小罐黑色粉末说：「想要让高画质的大型平面显示器取代传统电视机，就要靠这些奈米碳管了！」 高画质的超薄显示器 　　陈来成说，传统阴极射线管的电视萤幕，是在真空状态中，利用一根红、蓝、绿三色电子枪，将电子束打在萤光幕上，以激发萤光产生发光效应。不过随着传统电视显示器的尺寸越大时，为了要让电子束能够放射到萤光幕的每个角落，电子枪与萤光幕距离就越拉越远，整个映像管的重量也达到极限。 　　而所谓的场发射显示器技术（Field Emission Display，FED），和传统阴极射线管很像，简单地说就是利用无数个微形电子枪取代阴极射线管的一根电子枪来发射电子，如此发射端可以和萤光幕离得很近，使得整个显示器的厚度可以小於1公分。 微小电压即可放射电子 　　陈来成说，虽然这套理论大家都懂，不过由於以半导体制程技术来制造微型电子枪的良率低、又不耐用，所以一直是叫好不叫「做」，一直到发现奈米碳管之後，场发射显示技术总算出头天。 　　将奈米碳管应用在场发射显示技术上，由於奈米碳管的长度远比直径大，具有高发射电流密度以及高稳定性，因此只要在奈米碳管的尖端施予微小电压，就可以将电子放射出去，是非常理想的超级微小场发射器。而且传统阴极射线管大约需要15KV~30KV左右的电压驱动，但场发射显示器技术的电压普遍均小於1KV，因此奈米碳管结合场发射显示器技术之後，便可实现传统阴极射线管扁平化的可能性，不但比电浆电视的影像品质好，而且轻、薄、省电。 先从高亮度、低解析度的CNT-FED做起 　　出身工研院电子所的陈来成说，奈米碳管是20世纪末科技发展的瑰宝，它的用途非常广泛，有人拿它做奈米触媒，但对从事新世代平面显示器开发的厂商来说，则是看中奈米碳管很容易发射电子的特点，也使得奈米碳管成为场发射显示器技术加以实用化的关键材料。 　　现在翰立光电自行生产奈米碳管，每天量产的数量还不是很多，他所带领的8人研发团队，除了要提高奈米碳管的产量及品质稳定度之外，短期内将先从低解析度高亮度的CNT-FED开始做起，这些CNT-FED可以一块块拼凑，组合成超大型的户外显示看板。 户外大型显示器的新宠 　　「你知道台北火车站新光三越站前店的外墙，那块大型户外显示器要多少钱吗？」陈来成伸出9根手指头，暗示令人咋舌的价格，「如果用CNT-FED的话，那可要便宜太多了！」，由於户外的环境极为严苛，所以如果能够成功克服奈米碳管的品质稳定度，CNT-FED将会是户外用大型高亮度显示器的首选。 　　虽然说在研发CNT-FED技术的厂商心中，都认为利用CNT-FED技术的终极战略目标是取代传统电视机，不过陈来成认为，如果在一两年内，能够运用成熟的技术先行推出CNT-FED大型户外显示器的话，那麽台湾北中南大都会区将会和日本东京街头一样，充满各种鲜艳活泼的户外广告，将街头点缀得多采多姿。 微脂体－台湾微脂体公司 　　在过去只要被医生宣布罹患癌症，就等於是宣判死刑，虽然经过多年来的临床研究，只要提早发现治疗，癌症已经不算是绝症，即便如此，大家还是闻癌色变。现在拜奈米科技之赐，能直接攻击癌细胞、而且大幅降低副作用的抗癌药物已经问世。 　　台湾微脂体公司总经理叶志鸿，指着放在桌上的一小罐红色玻璃瓶说，这就是该公司创办人洪基隆博士花了30多个年头所研发成功的抗癌药「微脂体Lipo-Dox」，也是台湾数以万计癌症病患的希望。 攻击癌细胞却不伤害正常细胞 　　叶志鸿说，其实Lipo-Dox并不是新药，它是一种很普遍的抗癌药物，但它最大的问题就是毒性极强，打入病人体内後，不仅会杀死癌细胞，而且连正常健康的细胞也不放过。Lipo-Dox所到之处，好坏细胞都活不了。 　　而「微脂体」是一种奈米等级的药物传输技术，简单地说就是将抗癌药物包在微脂粒中，然後打进人体，让药物在体内循环；当微脂体流经癌细胞附近时，就会流进癌细胞的血管内，等到累积到足够的量时，微脂体就会将抗癌药物释放出来，以达到攻击癌细胞却不伤害正常细胞的功能。 用药量只需传统疗程1/8 　　叶志鸿表示，其实微脂体是由脂质双层膜(lipid bilayer)所组成，大小只有100奈米的微小球体，微脂体本身不具毒性，而且生理相容性高，可说是一种相当稳定安全的药物输送系统。以前的抗癌药物打进人体後，药物会随着循环系统散到身体各处，等药物流到癌细胞时，药量可能只有打进身体药物的1/8，为了达到药效，只好多打药剂，可是身体却负荷不了。 　　由於微脂体技术的特性，使得每次疗程中，包覆在微脂体内打入人体的Lipo-Dox剂量，只有传统疗程的1/8，不仅药效好，又可减低副作用，减少患者白血球下降、掉头发、恶心、呕吐和减轻体重等不良反应，而且临床证实微脂体Lipo-Dox对心脏及肾脏的伤害性几乎是零。 第二代微脂体—神奇子弹 　　不过这种叶志鸿称为第一代微脂体的抗癌药物，只能被动地靠循环系统将药物逐次送达癌细胞，现在发展中的第二代微脂体，则是在微脂粒的外围接上不同癌细胞的特有抗体，叶志鸿说这种号称为「神奇子弹」（Magic Bullet）的第二代免疫微脂体技术，让微脂体如同导向飞弹一般，可以在体内直接锁定癌细胞的所在位置，并且直接和癌细胞产生反应，让癌细胞吞噬微脂体，由微脂粒内的抗癌药物直接消灭癌细胞。叶志鸿透露这种第二代微脂体技术，已经授权给美国娇生公司及葛兰素公司开发，预计2年後应该就能进入临床实验。 已成为健保给付药物 　　叶志鸿说，有些癌症如肝癌及鼻咽癌，是所谓的「亚洲病」，欧美国家药厂对这两种癌症的药物研发没有兴趣，加上又不了解亚洲市场，自然不愿投资开发新药。虽然微脂体的量产技术很困难，但基於对台湾的特殊感情，洪博士坚持开发新的微脂体抗癌药物，今年3月健保局已经核准将治疗卵巢癌的微脂体Lipo-Dox纳入健保给付，目前正在进行乳癌的临床测试，希望不久後能够成为第二种健保给付的微脂体抗癌药物。 　　虽然说微脂体技术理论很简单，但微脂体的量产却很困难，叶志鸿笑着说：「这可不是像包水饺一样简单！」微脂体包得太厚，药物会释放不出来，包得太薄，又会太早破裂，如何包药、如何释放药物、如何降低成本，都是微脂体技术的发展障碍。但叶志鸿表示，全球抗癌药物市场约200多亿美元，微脂体Lipo-Dox上市没多久，就已经有2亿美元的市场，相信未来会有越来越多的药厂，会利用微脂体技术开发更具疗效的药品。 --

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