五顏六色的「奈米金」！

1/20/2021

奈米這個詞相信大家都耳熟能詳，
而黃金也有所謂的「奈米金」！
當黃金變身為奈米金會呈現紅色或是藍紫色，
為什麼奈米金不是我們所熟悉的金色呢？
奈米金在生活當中又有哪些應用呢？快來看看吧！

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市面上有許多奈米相關的產品，例如奈米口罩、奈米空氣清淨機、奈米鞋、奈米襪等，但何謂「奈米」呢？奈米又稱納米，是長度單位，1 奈米等於十億分之一公尺，也就是10的-9次方公尺，通常材料尺寸小於 100 奈米時，稱為「奈米材料」。而當一種材料的尺寸微小化到奈米程度時，它的物理及化學性質都會有大幅度的變化。

奈米的用途非常廣泛，到處都可看到它的蹤跡，而黃金也不例外，可變身為「奈米金」！奈米金(nanogold)，又稱膠態金(colloidal gold)，因為它在空氣中容易聚集成為塊材黃金，所以一般都把奈米金放於在溶液中保存。在溶液中，尺寸大小低於100奈米的膠態金常帶有強烈的紅色，而尺寸大小高於100奈米的膠態金粒子則使溶液呈藍紫色。

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你們一定都很疑惑，為什麼低於100奈米的奈米金，顏色是紅色或是酒紅色的呢？黃金不是應該是金色或是偏黃色的嗎？奈米金會轉為紅色，主要原因是表面電漿子共振就發生在近紅外光的範圍，也就是說特別與520 nm 波長附近的光產生電漿共振，吸收這些光的能量之後，奈米金粒子的自由電子雲會被極化，與光波的頻率震盪，因而使波長較長(紅移)的散射。

我們可以藉由調控金屬奈米粒子的形狀和大小，來達到特而定波長的光波散射與吸收。當奈米微粒的尺寸減小時，它們的吸收光譜和發射光譜發生藍移，若奈米微粒的尺寸增大時，則會產生紅移。因此，奈米金的顏色隨其直徑大小和周圍化學環境的不同而呈現紅色，甚至越來越深變成紫色。不同大小的金粒子的顏色都不一樣！所以不要再說金只有一個顏色囉~

由於金奈米粒子特殊的性質、電子性質、分子識別性質與良好的生物相容性，目前它已被運用於以下領域中：
• 醫學檢測：由於金有良好的生物相容性，且奈米化的金表面具有特殊效應，易與硫氫基結合，所以奈米金常用於生物醫學上的檢測、疾病診斷及基因偵測。此外也有科學家利用奈米金結合特殊的抗體，用來做為標的癌細胞的工具。

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• 驗孕棒：奈米金容易與蛋白質結合，如抗體、酵素或細胞激素，而懷孕的女性會分泌特殊的荷蒙Hcg(human Chorionic Gonadotropin，人絨毛膜促性腺激素)，因此把懷孕女性的尿液滴在含有奈米金試劑的驗孕棒上，hCG 荷爾蒙便會與奈米金反應呈現紅寶石色，如此就可判斷懷孕與否。

• 藥物釋放：將設計好的矽晶片做為基材容器，把要傳送的藥物填充在容器中，再將300奈米厚的奈米金薄膜覆蓋於容器上，並把晶片植入或吞入體內，接著只要經由微處理器控制晶片釋放微弱的電壓，便可使金薄膜溶解，把一定量的藥物釋放出來，可控制每一藥劑釋放的時間及地點。

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• 關節炎治療：金的複合物長久以來便被當作一種調節關節炎的藥物，但部分病人會引起有害的副作用。而科學家發現換成奈米金去做施打，會誘發類風濕性關節炎的內皮細胞生長因子結合，並抑制血管新生，達到抗關節炎的效果。

• 觸媒應用：奈米金能把一氧化碳氧化成二氧化碳的觸媒，因此可利用於口罩、防毒面具、熱水器等，防止一氧化碳中毒。

奈米黃金目前已成為了最廣泛被研究的金屬奈米材料，在電子學、生化感測、光學偵測、醫療藥物、催化反應都能看到它的身影，但其實奈米並不是現代的新發明，人類很早就開始運用奈米材料，像是西元前4~5世紀的羅馬酒杯含有奈米金及奈米銀成分，表面在光線照射下呈現綠色，當光源由酒杯內透射出來，酒杯則呈紅寶石色！中古世紀歐洲教堂的彩繪玻璃、歐洲文藝復興時期的義大利彩釉，以及兩千年前的古希臘和羅馬人的染髮劑，能維持長久不變色，科學家在被染黑的頭髮裡發現了5奈米大小的黑色硫化鉛奈米晶體，以上都是古代奈米應用的實例。