系所介紹
陽明交通大學工學院材料系奈米科技碩博士班在設立之初,即邀請美國加州大學洛杉磯分校UCLA副校長何志明教授(亦是美國加州大學洛杉磯分校系統奈米計畫總主持人及美國工程院士及中央研究院院士)、UCLA材料系主任杜經寧教授(亦是中央研究院院士)、香港城市大學物理&材料系主任程海東教授(原伊利諾大學系主任,現為東海大學校長)、香港科技大學沈平系主任(世界第一位研製 carbon nanotube之人)、聯華電子公司首席技術副總經理羅應聰、工研院奈米中心主任及交通大學教授20餘位等,經過三天研討會,擬訂了本所碩士班未來研究發展三大方向:(1)奈米生物、(2)奈米材料、(3)奈米電子。
碩士班於91年8月成立,92學年度開始招收第一屆碩士班學生。
本所在招收碩士班學生後深感師生及產業界對博士班之需要,以進行更深入之奈米研究。並且,本所定位為執行跨領域之研究,將與不同背景之研究人員協調、合作,以整合交通大學各相關研究及學術單位,並達研究之目的。配合政府推動奈米科技教育及應用技術之發展,結合國家奈米元件實驗室、交大奈米科技中心及相關系所,包括材料科學與工程學系、機械工程學系、應用化學系、生物科技學系、生化工程研究所、光電工程研究所、電子物理學系、電子研究所等系所,以跨領域人才、資源整合與合作之方式,於96學年度成立奈米科技研究所博士班。
奈米科技之簡介及重要性
奈米科技是指操控奈米尺寸大小之物質例如原子、分子及大分子結構,以創造及利用新的材料、元件及系統。此技術最重要之內涵為在這些層次上產生全新的組織而長成大結構以供人類使用。這些以原子、分子建設方塊(building block)製成之奈米結構為人造之最小物品,並且顯現出全新之物理、化學和生物性質及現象。
所有的自然界材料及系統均在奈米層次或分子層次建立基礎;能操控此層次的材料單元即能帶來創新的性質,也意味著所有材料之巨觀性質、現象及製程,均能由在分子層次之基本性質決定。因此,所有人造物品包括從汽車輪胎、電腦電路至先進醫藥及生物組織,均會受到此項新技術之衝擊而改善。諾貝爾獎德主羅雷爾(Heinrich Rohrer)說:「(20世紀)70年代重視微米技術的國家,如今都成為發達國家,現在重視奈米技術的國家很可能成為下一世紀(21世紀)的先進國家。」因此,這項技術對於世界及台灣未來學術、產業界及經濟發展之重要性不可言喻,而對於台灣所有的大學學術界是一項非常關鍵性之挑戰,也就是如何在已有傲人的微米科技基礎發展出有關奈米科技之課程及培育出這方面之人才,以追上先進國家在奈米科技之發展。
我國奈米技術發展之機會
一、由於生物科技中許多材料及技術均為奈米尺寸,因此新興生物科技之發展與奈米技術之進展有極大之關連性。奈米生物科技將是最重要的發展領域之一。
二、積體電路產業相關的資訊、電子、通訊等高科技產業均為我國當前不可或缺的重要產業。在可能面臨取代矽晶趨勢之下,以奈米技術來因應是迫切需要的。
三、我國的傳統產業正面臨轉型或消失的關鍵時刻,以奈米技術,使其轉型再生。
因此,以奈米技術做平台來更新產業以及開創更多的高科技產業,以建立永續綠色科技島,此將為我國發展奈米技術之最佳願景。
本所發展方向及重點
本所之發展方向為奈米生物技術、奈米材料及奈米電子。奈米生物技術對生技產業和製藥產業已有顯著的影響,尤其在生醫晶片研發、新型藥物開發均有重大突破。本所除與本校傳統上微電子甚至奈米無機電子之良好發展有一互補作用外,並結合國家推動生物醫學園區,工研院戮力奈米技術之應用研究以及國科會積極推動奈米技術之計劃,整合人才、有系統講授介紹奈米技術,培訓國家發展所需人才。在奈米電子的部分,可能取代矽晶應用之新興材料及技術如高分子材料與有機分子材料,新近都有重大進展,對下一世代的光電顯示工業與電子產業有無與倫比的影響。另外、由於有機分子電子元件除了大小與生物分子相當,在有機分子電子元件上加以修飾並用於生醫感測亦是十分重要。
研究發展重點及方向:
一、奈米生物科技:生物科技是奈米系統研發的處女地,結合奈米機電系統、奈米材料及奈米探測技術來研究生命現象,分子與分子之間的作用,細胞的活動,發展新的奈米生物材料,統稱為奈米生物技術。生物技術的範疇廣大,應用無窮,且和我們的生活息息相關。例如:新藥開發、疫苗、疾病檢測、基因轉殖、癌症、病毒、環境保護…等等。奈米生物技術可以更快速、更有效、更低廉、無廢物產出的方式,直接改善我們的生活,且可以避開對外界環境的污染,是生物科技明日的希望。因此,奈米生物科技與微奈米製程相輔相成,漸漸浮上檯面,已漸漸成為21世紀生物科技主流之一。可細分為奈米生物製程及奈米生物光學二個細方向。此兩方向需要之研究專長為奈米材料、微/奈米熱流學及表面化學之分析及改質,奈米生物技術如在蛋白質及基因分子之自我排列成週期性結構和分子馬達之研究。此外,以高量子效率及可進行光化學反應之生物分子製成光電元件亦為重要之主題。
二、奈米材料科技:奈米碳管、生醫材料、奈米高分子複合材料、奈米機械應用技術、奈米結構與特性分析技術等。例如:奈米材料的電子特性,以及利用這些特性而發展出來奈米裝置,是研究的主流之一。
三、奈米電子:以矽材料為主的電子元件隨著莫耳定律的演近過程中產生了下列問題:一是材料與元件大小漸漸遭遇物理極限,尋找新材料與新元件結構變得十分重要與艱巨。二是目前以參雜方式來控制電子元件之電性的方法,在電子元件日益縮小的狀況下會愈來愈困難。除了傳統量子元件的研究外,利用有機小分子做為電子元件在世界上領先國家中如火如涂的進行中,因此分子電子研究將是本所重點之一。除了電子元件的應用外,有機分子相關研究對有機發光元件、有機驅動元件、有機生醫感測元件與有機太陽能元件的研究亦是十分重要。
本所設立之宗旨及教育目標
- 培養學生團隊合作、溝通、整合及領導之能力
- 健全人格之養成,學習關懷社會並珍惜地球環境資源
- 具有宏觀視野之科技領導者
- 厚植學生材料工程領域之基礎學科知識及跨領域之學習能力
- 培養從事研究之基本能力,成為高科技之優秀人才
- 培養學生國際觀及外國語言聽說讀寫之能力