奈米技術在新興材料領域應用展望

奈米技術為一種使用極小尺吋（約10-9公尺）的環境下所操作的科技。自從2000年起，奈米技術的發展有如爆發性的成長，全球各個國家，尤其是美國與日本，以國家的經費大量投入這個新興技術的研發，且投入資源逐年增加。台灣廠商也搭上了這股風潮，從最貼近民生應用的化纖產品開始，以及台灣最為強勢的半導體產業，開始帶動了奈米熱，加上2003年SARS在亞洲地區突然蔓延，使得奈米光觸媒殺菌產品，以及可以阻擋病毒細菌的奈米纖維，都成為了熱門商品，此時可謂是台灣奈米科技應用最為火紅的時期。

但在國內奈米基礎技術研發不夠深入的環境下，有許多廠商開始面臨一些困境：使用了奈米技術，但並未使得產品有重大的突破及改善，但成本又隨之提高，因此有廠商開始質疑奈米技術的實用性，雖然不斷有新加入者投入該技術的應用，但也同時有許多廠商逐漸退出此市場；即使國外努力投入新奈米技術的發展，但國內已經不若2000年初時的盛況，產業應用發展可說是呈現停滯。

針對此狀況，本研究由民生化工、電子、能源及生醫四大領域來觀察較適合台灣產業發展的新奈米產品及技術，而各領域選出兩項未來具潛力的產品來說明，分別是奈米導電塗料、奈米複材、奈米碳管FED(Field Emission Display)、奈米轉印、小型燃料電池、奈米染料敏化太陽能電池、奈米藥物傳輸及奈米顯影劑。

台灣在奈米導電塗料的發展上，相對於其它歐美先進國家而言，為投入較少的一環，廠商本身使用進口材料做後段加工情形較普遍，僅極少數廠商投入上游材料開發端，但台灣擁有完整的電子產業鏈，奈米導電塗料可以快速的應用至電子相關領域中，擁有一定的市場規模，尤其軟性電子產業目前在歐洲正迅速發展，其快速大量生產與較傳統之蝕刻製程環保的特性，吸引相當多的廠商投資於此，在目前軟性電子標準尚未統一的時刻，台灣具有較大的機會切入發展。

在奈米高分子複材的發展上，目前主要以進口奈米材料或添加劑來進行後段材料的成型加工製造為最多，僅極少數廠商投入上游奈米材料端的開發，高分子複材目前正由低階應用逐漸轉型為高階應用，由傳統的食品化工領域轉向電子材料領域。台灣具有完整的石化上下游體系，具有各式聚合樹脂生產能力且下游製造加工技術發達，產品設計能力高，是石化業切入微笑曲線高獲利端的良好目標。

FED具有與CRT相同的色彩與反應速度，也具備低成本生產之機會。FED未來發展有兩個方向，一是朝向大畫面顯示器邁進，在各種FED應用的預期構想中，多半是以大畫面為用途，可利用CNT印刷方式生產32吋以上的FED。我國也為平面顯示器產業大國，對面板/背光模組有強大的需求，而且學研與廠商曾投入相當資源開發FED，工研院曾結合平面顯示器技術與新世代奈米技術，完成全國第一片10吋三極彩色CNT-FED之結構開發。

奈米壓印技術的可大面積、低成本生產等的優點吸引眾多廠商投入研究，且應用度廣，可用在半導體、磁記錄媒體等電子領域，在半導體方面可利用高精密加工的優勢，以取代光微影技術。台灣在國科會以及經濟部技術處的經費支持下，學術界與法人研究單位已有具精密加工之研發能量，從事奈米壓印應用於半導體、顯示器、太陽能電池等之研究，且我國半導體產業約佔全球產業的一成，對製程微縮技術有強大的需求，若突破既有的生產技術模式，對相關產業也會有相當大的幫助。

直接甲醇燃料電池使用甲醇水溶液作為燃料，經電觸媒催化進行甲醇氧化及氧氣還原之化學反應，將化學能轉變為電能，提供系統運作之用。目前台灣已有系統整合廠商，但若要實現其小體積的需求，必須從材料及其系統機構著手；而奈米技術可由這些細節下功夫，乃至於將整體裝置縮小，達到體積及發電能力最佳化的水準，未來對於台灣的3C產業可帶來革命性的發展。

染料敏化太陽能電池以專利授權、出售專利的小公司進入商業化模式恐較難適用於台灣，然而以台灣優良的量產潛力、快速製造能力與靈活的企業經營能力，直接投入產業競爭尚不激烈的染料敏化太陽能電池製造、結合開發周邊商品是具有良好契機的，而以台灣優良的化工基礎，投入上游相關材料供應，以及相關周邊產業如玻璃業者可投入導電玻璃的開發，設備業者可投入Roll-to-Roll機台及網印機台的開發等亦是未來5~7年短中期台灣廠商可考慮的切入點。

奈米藥物傳輸目前已有多項產品上市及臨床驗證中，相關投入廠商數目也有上升的趨勢。台灣的優勢包括具奈米藥物傳輸基礎研究能力，並已有廠商投入且有上市產品，已具產品開發經驗，且台灣高分子技術在基礎研究及產業面皆有很好的基礎，有助於高分子藥物傳輸技術之開發，亦可投入標靶藥物傳輸的生物標誌(Biomarker)研究，因為生物標誌是主動性標靶藥物傳輸的主要關鍵技術，建議台灣鎖定華人常見的癌症等疾病為標的，始有利基之處。

顯影劑在醫學影像系統中幾乎是必備的工具，藉此來取得對比度及解析度更佳的影像，奈米材料因其特殊物理特性，已被廣泛應用於顯影劑的技術開發。台灣的優勢包括具基礎醫學研究能量、在奈米新材料之基礎研究和開發能力亦足夠、也有材料製程放大的技術能量，目前已有廠商投入研發。台灣應鎖定華人常見的癌症為開發標的，具有利基之處。

奈米技術的範疇廣大，可應用的領域更多，因此從基盤研究、應用研究、技轉關鍵技術、發展特色產品及政策支援等面向來分析這些潛力產品未來的研發資源投入策略。過去國內在民生化工領域的投入相當多，但在核心基盤技術的投入較少，未來應將應用技術方面的資源轉移至加強基盤研究的投入；待基盤研究的能量加強後，自然能夠帶動其他領域的技術發展，可以相同概念的知識做各領域之間的技術交流。電子領域由於是國內產業之強項，因此有足夠資源可自行投入研發或自國外買進關鍵技術。生醫領域由於範圍過廣，應要加強具有地區特色的產品，並利用專利的時效及藥物驗證的時程銜接來取得新的產品機會。能源領域則需要更深入的基盤研究及政府的加碼，來加速產品化的腳步。

奈米技術雖然在國內有議題退燒的現象，但實際的投入仍然是在成長的。因此未來我國不應該只是盲目跟隨國外研究，而同時也要思考國內的經濟、產業、技術、市場等因素，做適合我國國情的投資，才能使得奈米技術在台灣生根成長。