仿生技術發展概論：超疏水表面與大氣電漿鍍膜技術

前言

仿生技術儼然已成為一熱門的科技學門，大自然界裡許多以前不被重視甚至認為理所當然的現象，在奈米分析設備技術的成熟發展下，終於有機會能一窺生物為求生存競爭所發展出的特異性，也因此，許多研究單位投注大量研究心力在此一全新科學領域，如英國 Reading 大學成立了仿生研究中心（The Centre for Biomimetics），美國史丹佛大學、麻省理工學院、哈佛大學和波士頓大學（Boston）等傳統名校，也都在材料、物理、生物、機械及電機系裡專門開設了「仿生」課程。經過多年的努力，很多成果已廣泛的應用到國防、機械或和你我息息相關的日常生活裡，如近年來，世界各地的遊泳選手們正以前所未有之速度頻頻刷新世界紀錄，有人將這一成果歸功於現代化、科技化的體能訓練，但更有人認為，高科技泳衣的開發扮演了極重要的作用，如 2000 年雪梨奧運會澳洲游泳選手“索普”和他的隊友一身黑色的連體緊身泳裝便是一代表，其是用疏水的鐵氟龍纖維編織而成，將運動員從頸部到手腕、腳踝確實緊密的包覆，其核心精華在仿照鯊魚皮膚真實的結構，在泳衣表面排列了百萬個細小的棘齒，當水分子沿著這些棘齒流過時，會產生無數微型的渦流，使得“邊界層”的分離點退後，從而延遲和弱化尾渦的形成並大幅減少前進阻力。又如科學家研究了蒼蠅的眼睛，發現其複眼結構是由六千到八千個小眼睛所組成，藉由模仿其結構開發出了 “複眼照相機”，人造衛星上裝上這種照相機，一次能拍下數千張不同的照片。在 2002 年 9 月，美國新經濟雜誌（Business 2.0）介紹了八種可能改變未來生活的科技中，仿生學和智慧型生物材料也並列其中，預言了各類高科技的生物感測器感應器以及各類仿生裝置都將一一成真，為人類帶來更美好的生活。

電漿是氣、液、固三態外所存在的第四態。電漿的用途廣泛，大氣電漿可以產生高溫高能，應用在熔融、噴塗、燃燒、輔助化學反應等；低溫電漿應用在清潔製程或活化材料表面以形成官能基，應用在電子業製程的潔淨、蝕刻、輔助化學反應等，亦大量使用於高分子材料的前處理或聚合作用。相較於傳統的真空電漿技術，大氣電漿系統於成本上有絕對的優勢。以設備成本而言，它不需使用昂貴及笨重的真空設備；就製程方面，工件可以不受真空腔體的限制，並可以進行連續式的程序，這些技術特色皆可有效地降低產品的製造成本。大氣電漿技術在 3C 產品的應用，包括活化、粗化及清潔產品表面，以增加後續上色或各產品零組件（如矽膠、轉印製程等）間之附著性，進而提升產品性能及增加附加價值。此技術也可應用於汽車烤漆的前處理、塑材零組件黏著性改善（如車頭燈貼附）及相關零組件表面清潔處理。此外，光學元件（如鏡頭）及精密工件表面清潔等，也可以使用大氣壓電漿表面改質技術來進行。在薄膜沉積技術方面，大氣電漿可用於鍍膜技術的發展，其是利用電漿環境中的高能粒子，在常溫常壓下，和有機或無機前驅物作用，使之解離而沉積於基材之上，可藉由不同前驅物的選擇設計所需求之性質，達到機能性薄膜的附加價值。此技術優點是製程簡單且快速，可避免濕式及真空鍍膜製程高污染、高耗能的缺點。應用的可能產業包括民生化工、金屬與機電、顯示器、通訊、資訊、儲存及能源等。