奈米-從簡單到複雜：一個微觀的角度 （Simple to Complex： A Molecular Perspective）

奈米-從簡單到複雜：一個微觀的角度 （Simple to Complex： A Molecular Perspective）
國立台南第一高級中學一年級林亭佑/國立台南第一高級中學物理科王俊乃老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

現代的合成化學技術水準已到達可以製造結構很小的分子。現今可以使用這些方法今天去製造各式各樣實用的化學製品，例如：配藥或商業用的聚合物。這樣的功能使我們更進一步思索是否可將這樣的方法擴張到下一個層級，也就是將這些單一的分子加工並且組織成結構整齊的多分子材料。

現今能達成上述目標的方法是這些成果是利用了分子會自組織的觀念，也就是多分子化學領域裡的分子本來就會由下而上的組合。所以分子的自我辨識觀念尤為重要：因為分子之間非共價鍵的交互作用力，分子可以按造我們的需求而複合。Watson Crick 的基部配對理論正是該現象的直接結論，酵素的專一性和蛋白質的固定結構亦是由此而來。所以，兩種以上的物質設計成互補且互相吸引，進而產生更有用的物質。

這類的由下而上的製程理論上可以和由上而下的製程做出相同且更便宜的元件，但是，它亦會因為成品漸大且愈來愈複雜而不堪負荷。大部分實用的構造皆需要複雜且在和原子結構不相同的熱力性質，但不論如何，在生物界任然有許多利用分子自辨，造成分子自動結合的例子，包括Watson Crick 的理論和酵素的專一性。奈米科技的挑戰，就是能否將這些理論應用在工程結構上。

1. Nanotechnology. http://en.wikipedia.org/wiki/Nanotechnology#Simple_to_complex:_a_molecular_perspective