仿生新發明:奈米吸盤膠帶

作者 | 發布日期 2014 年 12 月 20 日 0:00 | 分類 尖端科技
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章魚是生活在海洋中的掠食動物,雖然身體柔軟滑溜,可是一旦捉住獵物之後可以緊緊不放,這是因為牠們的腕足內側上具有許多吸盤。章魚在抓住東西時,腕足會用力將吸盤中的水擠出,使之出現類似真空的現象而產生吸力。許多家中和車上的吊飾或架子也有類似的吸盤,可以用於固定物品,通常硬拔是很難拔得下來的。



但是這樣的吸盤可以做得多小呢?1 公分?不止!1 毫米?更小!高雄大學化學工程及材料系副教授鍾宜璋研究的領域是「仿生材料」,研究的是模仿生物的特徵,來製造新的材料與產品,他日前製作的吸盤只有 400 奈米,100 萬奈米才有 1 公分,這麼小的吸盤,只有用電子顯微鏡才看得清楚。

奈米吸盤也不是用一般的方法可以製造的,需經過許多道手續。首先是將塑膠製成的奈米球放在水面上,這些奈米球會像油一樣,平鋪擴散的浮在水面上,薄薄一層且不重疊。然後使用軟合成樹脂沾起這一層奈米球。等到合成樹脂凝固了之後,再用特殊的溶劑把塑膠奈米球溶解,這樣合成樹脂上就有一層吸盤了,如果在這層合成樹脂的底部貼上膠膜,就變成了奈米吸盤膠帶。

 

還能用於晶圓加工

你可能會問,膠帶家裡平常就有,為什麼費力發展這種?一般的膠帶是在塑膠薄膜上敷一層黏膠製作而成,稱為「濕式膠帶」。大部分的濕式膠帶黏上之後就不容易撕下來,硬撕下來通常會使得材料受損。有些號稱能夠容易撕下來的膠帶,通常不是不夠黏,就是撕下來之後還有一層膠殘留在材料上,要用特殊的溶劑才能去除乾淨。

利用物理結構產生黏貼力量的膠帶,沒有用到膠,稱為「乾式膠帶」。鍾宜璋發展出的奈米吸盤膠帶就屬於乾式膠帶。雖然每個吸盤都非常小,但是在 1 平方公分的膠帶上就有 6 億個奈米吸盤,總加起來就可以產生強大的吸力,只要 1 平方公分,就能夠吊起 7 公斤重的物體。有些精密的材料,例如晶圓片,就可以使用這種奈米吸盤膠帶來黏貼,以便在晶片的另一面做加工。而且奈米吸盤膠帶還可以重複使用,如果上面沾到髒東西,可以水洗晾乾後繼續使用。看到這個發明,你是否也想想看,還有哪些生物的特徵可以用來當做範本,製作新奇的材料呢?

首圖來源:高雄大學網站 

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