陸洋博士（左）稱研究有助提升醫療技術。

【本報港聞部報道】香港城市大學（城大）機械及生物醫學工程學系領導的一項研究發現，矽納米線（silicon nanowire）的拉伸彈性可達一成以上，較過去的發現高出數倍，個別樣本的拉伸彈性更達16%，近乎矽理論上的彈性極限（約17%至20%）。這突破性發現將大大推動柔性電子學發展，並革新醫療儀器科技，造福社會。

這項研究名為「實現矽納米線的理論彈性極限」，8月在美國科學促進會出版的學術期刊《科學進展》上發表，城大機械及生物醫學工程學系博士生張洪題為論文第一撰寫人，他的導師是該學系助理教授陸洋。

可製造微型醫療器

陸洋領導是項研究，他解釋是次發現主要歸功於材料本身的納米尺寸、近乎零缺陷的單晶結構和原子級別的光滑表面；城大研發的精密單軸拉伸測試技術，亦有助避免矽納米線樣本在固定及測試過程中出現損傷。

陸洋指出，矽是半導體產業的基礎，可用於製造各類電子設備和芯片，與大眾生活密切相關。但矽是一種硬而脆的晶體，容易折斷，故製作涉及機械變形的矽基器材（例如置於人體內或皮膚表面以監測健康情況的醫療傳感裝置）時，往往受到很大限制。

現時愈來愈多的電子設備和機電一體化應用涉及機械變形，而矽納米線則是重要的電子材料之一。陸洋說：「是次研究實現了矽納米線的超強彈性，將大大拓展它在這些領域的應用。例如醫療器械生產商能依據人體結構靈活製造柔性微型醫療器件，使用家行動時更方便自如，有助提升醫療技術。」

尺寸愈小變形愈大

過去數十年，研究人員發現隨着尺寸的減小，材料可以承受相對更大的變形。此前的研究顯示，若將矽晶體轉化為一維微米及納米尺度，能增加其彈性至約2至3%不等，但這個數值與理論上可達17%的矽彈性極限尚有很大距離。

陸洋的團隊及合作夥伴發現，矽晶體表面的缺陷會顯著影響其彈性，故對高質量的單晶矽納米線作研究，以基於微機械器件的原位納米壓痕儀進行單軸拉伸測試。結果發現矽納米線的平均彈性可達一成以上並可迅速恢復，較現有數據高出五倍多；部分測試的結果更高達16%，近乎理論上的極限。