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以蜘蛛絲製造光纖纜線,醫療與電子產業均受惠

作者:ACT 來源:ACT 瀏覽數:3638 日期:2012/11/18 下午 06:43:48

蜘蛛吐絲結網,昆蟲吐絲作繭,這些都不稀奇,科學家現在可用蜘蛛絲做電腦晶片,才叫人嘆為觀止。

相信你也耳聞過蜘蛛絲的神奇之處:比鋼堅硬,比防彈纖維牢固,卻又柔軟富有彈性。但其實它還有另一個特性:可以導光;這和光纖纜線擁有類似的功能,因此是製作電子裝置的不二選擇。

法國漢恩物理學院(Institut de Physique de Rennes)物理學家Nolwenn Huby表示:「我們起初在試驗蜘蛛絲時,沒有預設任何立場,我們當時就想,何不嘗試用它當作光纖來導光?」

Huby和她的團隊成功利用晶片上的絲束傳遞雷射光,傳導方式和玻璃光纜類似,可傳輸訊息,作電子裝置的應用,但資料的損耗是玻璃光纜的10000倍。Huby 表示,透過鍍膜研發,有朝一日,蜘蛛絲的傳輸能力將可大為提高。

這個新發現對醫療領域的意義非常重大,例如絲纖維可以傳遞光線到人體內拍照,因為蜘蛛絲很細,直徑約5微米,不到人髮的1/10,所以只要很小的切口,醫生便可檢查病人體內的狀況。

麻州Somerville 市塔夫斯大學(Tufts University)的生醫工程師Fiorenzo Omenetto表示:「蜘蛛絲對人體無害,完全不會產生排斥反應,因此可植入體內。」Omenetto投身此研究領域多年,並於今年10月的光學前沿會議上,針對絲在高科技產品的機會發表演說。

Omenetto認為,將來醫生手術結束後,可以在病人傷處植入「電子絲」,監控感染情況。病人痊癒後也不需擔心取出的問題,因為人體可將其自然吸收。Omenetto的團隊已經研發出一個可植入的無線電波加熱器,可在人體中進行小區域的消毒,該裝置是由高級材質蠶絲製成。

蠶絲和蜘蛛絲雖然有許多相似點,但差別在於蠶絲可大規模量產,蜘蛛絲卻仍做不到。因為蠶可以在狹小空間內大量培育吐絲,但是蜘蛛所需的空間大,產量低,無法群居,對同類甚至會有自相殘殺的行為。

Omenetto的作法很簡單。將織品在水中加熱,萃取絲蛋白,製成100%純天然的類塑膠材質。因為具有可被生物完全分解的特性,電子絲技術的應用潛力無窮。Omenetto團隊在絲中摻雜其他物質,研發出可以發射藍色雷射光束的裝置,不但可被完全分解,也比以往的壓克力雷射發射器更節省能源。

如此發展下去,有朝一日,電子垃圾的處理問題可能有望解決;因為每當市面上又發行新款手機時,只要將舊手機分解掉就行了,不再需要背負荼毒環境的罪名。Omenetto補充,這種先進的技術當然還要花上幾十年的時間研發,才有可能完成。就算現在已找到可被分解的電路材料,但還有電池、界面、以及其他電子用品上零零總總的零件,還等著讓工程師們傷透腦筋。

他總結:「我們還是必須要實際點。」