開拓新疆域:探索黃金納米粒子

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以研究納米材料之光學而聞名的Jochen Feldmann 教授指出,貴金屬納米結構的電漿子光學研究有許多用途,不僅有助光電子學的研究,而且可用於太陽能電池的製造及多項生物醫學科技。
 
Feldmann教授是德國慕尼黑大學的光子學與光電子學講座教授兼慕尼黑納米系統研究所主任,他於6月12日主持了最新一場的城大傑出講座系列,為一百餘名與會的學者和學生講述「由大做小」及「由小做大」兩種方式的納米元件製作、單分子檢測、增強跨學科探索等研究課題的進展近況。
 
從古羅馬時代開始,黃金納米粒子已用於製作玻璃器皿,為產品增添鮮豔的紅寶石色彩。不過,納米粒子與光相互作用的獨特方式被人發現,才導致相關的研究活動激增,Feldmann教授將這現象喻為「納米淘金熱」。
 
貴金屬的納米材料與光會發生強烈互動,由此引起的光學現象,有可能將巨大的光能聚集於材料表面近處,這種現象稱為「表面增強電磁場」。
 
Feldmann教授說,黃金納米粒子的作用好比是高效率的捕光天線,能夠傳遞光能,並且具備帶有高螢光量子場多波長發射的顏色。通過散射,功率轉換效率獲得提升,例如維港每晚的「幻彩詠香江」表演,聲光交織,璀璨耀目,充滿魅力,原因就在此。
 
黃金納米粒子可用於薄膜光電材料的製造、光學列印、多光束列印、平行激光列印,以及其他多種列印。它們對生物傳感的醫學診斷也有很大用途,例如可用來檢測飲水中的污染物、檢測懷孕、檢測血糖水平,還有可能偵知外部的干擾,因此可望用來製成「納米耳朵」。 
「我們下一步的目標,是追蹤細菌移動時鞭毛發出的微小振動,從而偵知細菌的移動,」Feldmann教授說。這個原理將有助研發一種靈敏快速的方法,用來檢測血液製品中有否細菌,或生物樣本中有否其他類似物質。
 
城大署理校長李博亞教授讚揚Feldmann教授勇於探索、敢於冒險的精神,他說:城大將於今年秋季推行全新的『重探索求創新』課程,我們在新課程中就是要發揚這種精神。」
 
他續說:「我們希望,所有城大學生在求學期間都能做出一些原創的革新,或完成一些有創意的專題習作,學會尋找並抓住機會,因為將來他們在社會上要面對各種各樣的新形勢。Feldmann教授的講座對城大師生必將有很大的啟迪。」
 
Feldmann教授是納米材料之光學領域的著名研究者與實踐者。他在多個領域都作出了開創性的科學貢獻:半導體超晶格布洛赫週期震盪的首例實驗演示、可彎曲光泵浦聚合物激光器、黃金納米粒子個體光散射光譜的記錄、單個黃金納米粒子生物傳感器、激光列印、單個黃金納米粒子聆聽。

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