期中考後加分用讀書報告繳交

1. 期中考後加分用讀書報告繳交 說明： 1. 下列四個方向皆可選擇，唯報告至多條列 10 點，每點至多 6 行，每點至多可得一分。 2. 報告以電子郵件於 12/17 前寄u930925@oz.nthu.edu.tw 建議方向： • 奈米科技如何能讓台灣的能源進口降低20%？ • 奈米科技如何能讓台灣的傳統產業有效轉型？ • 奈米科技如何能創造台股股王？ • 奈米科技如何在三年內讓台灣出現5000家大學生創業公司？

2. 101. 為何奈米技術的影響力足以含蓋所有製造業領域？ 提示: 帶動基本材料與元件的更新 可廣泛應用在不同的產業

3. 102. 美國2000年啟動國家奈米科技推動方案 NNI (National Nanotechnology Initiative)。如何由此事看出奈米科技高度跨領域之特質？ 提示: 國防部 (DOD) 能源部 (DOE) 司法部 (DOJ) 環保署 (EPA) 太空總署 (NASA) 國家衛生院 (NIH) 國家標準與技術院 (NIST) 國家科學基金會 (NSF) 國家科技顧問組 (NSTC) 奈米尺度科技與工程委員會 (NSET)

4. 103. 今年六月電子時報(DigiTimes)報導台系記憶體(DRAM) 大廠茂德預期可於2009年初導入韓系DRAM大廠海力士(Hynix) 54奈米製程技術。2008年茂德主流製程為70奈米，而海力士量產製程為60奈米。為何茂德急於跳過60奈米而直接導入50奈米製程？ 提示: 成本差距 設備投資

5. 104. 金奈米桿(gold nanorods) 在某種條件下，會自動聚集(assemble) 形成環狀超結構(ring-like superstructures)。利用這種環狀超結構製造的奈米元件(nanodevices) 可能有哪些應用？ 提示: 高敏感光學感測器 (optical sensors) 超級透鏡 (superlenses) 隱形物件 (invisible objects)

6. 105. 世界級製造大廠惠普(Hewlett Packard) 公司於2007年參加位於加州的生技-資訊-奈米研究與開發所(Bio-IT-Nano Research and Development Institute)。BIN- RDI如何展現其高度跨領域整合研發的特質？ 提示: 智產權 (intellectual property) 共有 學產官 ( universities, companies, and governmental agencies) 整合領域 (converging fields)

7. 106. 美國GE公司2007年研究發現蝴蝶(butterfly) 翅膀上具有能感受化學物質的奈米結構物。如何運用這樣的新發現，進一步研究，最後開發出最好的超敏感的氣體感測元件？ 提示: 創新公司 腦海戰術

8. 107. 2007夏時超過500種市售產品含有奈米材料(nanomaterials)。為何未見這些產品製造商曾主動進行產品上市前安全測試(premarket safety testing)？ 提示: 網球拍 (tennis racket) 裡的奈米碳管

9. 108. 只要是歸類為單壁奈米碳管(single-walled CNT) 者其理化性質都相近嗎？ 提示: SWCNT 有 50,000 different versions 石棉 (asbestos) 纖維

10. 109. 2005年，中國投入70億美元於屋頂太陽熱能，小型水力發電站，以及太陽光電之開發。2006年夏，油價一桶達破記錄的77美元；中國花27億美元買奈及利亞油權；全球再生能源公司的股票市值達500億美元。2008年，能源問題更嚴重。何時會出現真正能解決問題的大破大立科技 (disruptive technology)？ 提示: 愛迪生 + 愛因斯坦 + 比爾蓋茲 + ……全面整合 超效能太陽能電池 (superefficient solar cells)

11. 110. 德州奧斯丁大學製作出具有軔性的(flexible) 氧化鋅(ZnO) 奈米螺旋帶(nanoribbons)。此項材料科技進展為何對仿生學(biomimetics) 的發展具有里程碑(milestone) 的作用？ 提示: 自組裝 (self-assembly) 二級結構 (secondary structure) 結構複雜性 (structural complexity)

12. 111.如何製作超級疏液表面？ 提示: 超疏液 (superomniphobic) = 超疏水性 (superhydrophobic) + 超疏油性(superoleophobic)

13. 112.如何製作防缺氧休克感測器？ 提示: 血循環休克 (circulatory shock) 內出血 (internal bleeding) 組織有氧化 (tissue oxygenation) tissue pH

14. 113.如何利用免疫細胞進行藥物輸送？ 提示: 免疫細胞 (immune cell) 微型背包 (microscopic “backpack”)

15. 114.如何進行20奈米之光蝕刻？ 提示: 蝕刻 (lithography) 電漿透鏡 (plasmonic lens)

16. 115.如何製作人造抗體？ 提示: 抗體 (antibody) 生物感應 (biosensing) 分子刻印 (molecular imprinting)

17. 116.如何製作微流體晶片(以癌蛋白測定為例)？ 提示: 微流體晶片 (microfluidic chip) 血清蛋白 (serum protein) 床邊診斷 (bedside diagnostics)

18. 117.如何製作大片的、一個碳原子厚的碳基薄膜？117.如何製作大片的、一個碳原子厚的碳基薄膜？ 提示: 石墨烯 (graphene) 場效電晶體 (field-effect transistor) 銦錫氧化物電極 (ITOelectrodes)

19. 118.腦部傷害的影像分析技術有何商業用途？ 提示: 美式足球教練 (football coach) 軍官 (military officer) 律師 (lawyer)

20. 119.奈米碳管與抗體結合有何應用價值？ 提示: 白蛋白感應衣 (albumin-sensing clothing)

21. 120. 光敏染料與電解質如何改善太陽光電技術？ 提示: 染料敏化太陽能電池 (dye-sensitized solar cells, DSSC) 非揮發性電解液 (nonvolatile electrolytes)

22. 121. 何謂奈米細菌？為何其存在對生物系統演化的了解可提供重要線索？121. 何謂奈米細菌？為何其存在對生物系統演化的了解可提供重要線索？ 提示: 奈米細菌(nanobacteria) 疏水基質 (hydrophobic medium) 分子自組裝 (molecular self-assembly) 氫 (hydrogen) 原始奈米細胞 (primitive nanocell)

23. 122. 如何利用奈米技術觀測細胞內複雜的活動？122. 如何利用奈米技術觀測細胞內複雜的活動？ 提示: 無線射頻 (radio frequency) 生物分子 (biomolecule，例如DNA) 金屬奈米晶粒 (metal nanocrystal)無線射頻磁場 (RFMF) 訊號傳遞 (signal transduction)蛋白質折疊 (protein folding) 奈米探針 (nanoprobe) 分子生物學 (molecular biology) 矽電晶體 (silicon transistor) 懸臂 (cantilever) 即時訊息 (real-time information)

24. 123. 奈米科技如何對發電與輸電系統提供具體改善？ 提示: 奈米碳管 (carbon nanotube) 太陽光電板 (solar panel)

25. 124. 奈米科技的一個終極目標是製造出完美的奈米機械。生物細胞的奈米科學研究如何有助於此一精密製造的目標的達成？ 提示: 功能自組裝 (functional self-assembly) 奈米結構物 (nanostructures) 細胞質膜 (cytoplasmic membrane) 核糖體 (ribosome) 靠嘴飛行的超級螞蟻 (super-ant) 四十億年 (four billion years)

26. 125. 生物細胞大小一般約在1 – 20 μm。細胞世界裡的功能單位(分子機械) 自然落在奈米的範圍。其中，分子馬達是最完美的奈米機械之一。試舉例說明之？ 提示: ATP合成酶 (synthase) 鞭毛 (flagellum) 奈米彈簧 (nano spring) 分子馬達(molecular motor)

27. 126. 奈米製造的關鍵先進技術是導電性之奈米連結列陣的穩定建立。這樣的奈米元件可由在兩奈米電極接點間組裝奈米金顆粒二維和三維列陣而達成。試說明之。126. 奈米製造的關鍵先進技術是導電性之奈米連結列陣的穩定建立。這樣的奈米元件可由在兩奈米電極接點間組裝奈米金顆粒二維和三維列陣而達成。試說明之。 提示: 奈米製造(nanofabrication) 連結列陣(interconnected arrays) 奈米電極接點(nanoelectrode contacts) 蝕刻技術 (lithography) 硫醇橋接物 (thiolate bridging ligand) 掃描穿隧顯微鏡 (scanning tunneling microscope)

28. 127. 何謂高分子奈米複合物？ 提示: 高分子奈米複合物(polymer nanocomposites) 有機/無機混成材料 (organic/inorganic hybrid materials) 高分子填充玻璃 (polymer-filled glass)

29. 128. 如何合成功能性奈米顆粒？ 提示: 功能性奈米顆粒 (functional nanoparticulates) 火燄空浮技術 (flame aerosol technology) 穩定量子點 (stable quantum dots) 紫外光過濾器 (UV filter)

30. 129. 簡述奈米碳管之製備與應用。 提示: 奈米碳管(carbonnanotube, CNT) 化學氣相沈積 (chemical vapor deposition) 電漿化學氣相沈積 (plasma CVD) 場放射 (field emission) 感測器 (sensor)

31. 130. 何謂分子電子學？分子電子產品化的技術瓶頸為何？130. 何謂分子電子學？分子電子產品化的技術瓶頸為何？ 提示: 分子電子學(molecular electronics) 元件之連接網路 (connected networks of devices)

32. 131.製作電晶體時，石墨烯較矽有何優點？ 提示: 電阻 (resistance) 熱 (heat)

33. 132.如何由纖維素製作生物燃料？ 提示: 纖維素 (cellulose) 酶 (enzyme) 生物燃料 (biofuel)

34. 133.如何進行無線電力傳送？ 提示: 電力傳遞 (electricity transfer) 磁場 (magnetic field)

35. 134.如何製作小型、低功耗磁場感測器？ 提示: 磁共振造影 (magnetic resonance imaging, MRI) 核磁共振 (nuclear magnetic resonance, NMR) 原子磁力計 (atomic magnetometer)

36. 135.如何用一根奈米碳管製作奈米收音機？ 提示: 電晶體收音機 (transistor radio, 1955) 射頻識別標籤 (RFID tag) 奈米收音機 (nanoradio)

37. 136.可食用細菌如何改善人體健康？ 提示: 益生菌 (probiotics) 食用細菌 (edible bacteria) 合成生物學 (synthetic biology)

38. 137.微機電系統晶片如何量測血液濃稠度？ 提示: 抗凝血劑 (Warfarin) 懸臂 (cantilever) 導電聚合物 (conducting polymer) 壓電材料 (piezoelectric material)

39. 138.矽表面如何加工形成抗反射薄膜？ 提示: 矽化氮 (SiN) 反射 (reflection) 折射率 (refractive index)

40. 139.人造抗體的商業應用為何？ 提示: 病毒 (viruses) 毒素 (toxins)

41. 140.如何由生質製造丁醇？ 提示: 丁醇 (butanol) 生質 (biomass) Clostridium(某類厭氧細菌) 基因工程 (genetically engineering)

42. 141. 奈米醫學如何改善癌化療的療效？ 提示: 奈米醫學(nanomedicine) 化療(chemotherapy) 奈米膠囊 (nanoscale capsules) 枝狀物 (dendrimer) 葉酸 (folic acid)

43. 142. 奈米線如何運用於量測神經細胞的電訊號？142. 奈米線如何運用於量測神經細胞的電訊號？ 提示: 奈米線(nanowire) 矽奈米線 (silicon nanowire) 電晶體 (transistor) 學習與記憶 (learning and memory)

44. 143. 何謂胜肽？ 如何進行胜肽之化學合成？ 提示: 胜肽 (peptide) 氨基酸 (amino acid) 蛋白質 (protein) 序列專一 (sequence-specific) 固相合成 (solid-phase synthesis) 反應基團之保護 (protection of reacting groups)

45. 144.傳統之互補金氧半導體技術在微小化進 • 程上面臨到哪些困難？奈米科技如何能協 • 助克服之？ 提示: 互補金氧半導體技術 (complementary metal oxide semiconductor, CMOS) 微小化 (miniaturization) MOS電晶體 漏電 (leakage current) 熱釋散 (dissipation) 半導體奈米線(semiconductor nanowires)

46. 145. 光動力療法對付皮下(1-2 cm) 腫瘤時，使用以下何波長的光線比較有成功機會: • 1) 400 nm; • 2) 500 - 550 nm; • 3) 630 - 650nm 提示: 光動力療法(photodynamictherapy, PDT) 皮下脂肪組織 (subcutaneous fatty tissue) 紫質活化 (porphyrin activation)

47. 146. 多光子顯微鏡檢是應付較厚生物試樣的主要螢光顯像技術。而半導體奈米晶粒，即量子點，是高亮度又光穩定的螢光發光物質。試問要進行活體動物的多彩顯像，量子點應具備哪些條件？ 提示: 多光子顯微鏡檢(multiphoton microscopy) 厚生物試樣(thick biological specimen) 螢光顯像技術(fluorescence imaging) 半導體奈米晶粒(semiconductor nanocrystal) 量子點(quantum dot) 光穩定(photostable) 螢光發光物質(fluorophore) 水可溶 (water-soluble) 作用橫截面 (action cross section) 閃爍 (blinking)

48. 147. 奈米碳管與氧化鋅奈米線的薄膜都能做為場放射電子源。一個理想的場放射電子源有哪些條件？147. 奈米碳管與氧化鋅奈米線的薄膜都能做為場放射電子源。一個理想的場放射電子源有哪些條件？ 提示: 氧化鋅奈米線(zinc oxide nanowires) 場放射電子源(field-emission electron source) 啟動電壓 (turn-on voltage) 放射電流密度 (emission current density) 面積密度 (areal density) 長(深)寬比 (aspect ratio) 化學穩定性 (chemical stability) 構造堅固性 (structural rigidity)

49. 148. RNA如何改變由DNA一手主導的遺傳學？ 提示: 表遺傳學 (epigenetics) 白尾小灰鼠 (white-tailed gray mouse)

50. 149.幹細胞療法如何發揮治病功效？ 提示: 幹細胞療法 (stem cell therapy) 胚胎幹細胞 (embryo stem cell) 成人幹細胞 (adult stem cell) 轉分化 (transdifferentiation) 骨髓移植 (bone marrow transplant)