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前瞻技術脈動：先進材料與技術（202301）

關鍵字：透明太陽能電池 (Transparent solar cells, TSCs)；石墨烯-液體晶體複合纖維(graphene-liquid crystal composite fibres)；水凝膠；凝血劑；聚酯；化學斷裂點(breaking points)；生物可降解；
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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2023年5月11日
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圖﹑前瞻技術脈動：先進材料與技術（202301）
 
透明的太陽能電池創新能更有效地產生1000倍的電力
太陽能電池板常常因破壞住宅和商業建築的外觀而受到批評，因此在推廣上受到阻撓。日本東北大學發明了「透明太陽能電池」(Transparent Solar Cells, TSCs)能安裝在窗戶、玻璃，透明度達79%，轉換效能為傳統裝置的1000多倍。為了製造太陽能電池，研究團隊控制了最廣泛使用的透明導電氧化物之一氧化銦（ITO）和單層二硫化鎢(WS2)之間的接觸屏障。並在ITO上塗上各種薄金屬，並在塗層ITO和二硫化鎢之間插入一層薄薄的氧化鎢。研究團隊透過設計最佳化，TSCs可以實現79%的極高透明度，總功率(PT)高達420pW(picowatts)。目前該研究成果已發表於 Journal Scientific Reports 期刊中。
參考資料：Transparent solar cell innovation generates power 1000x more efficiently. The Brighter Side of News, 2022/12/20.

新的人造肌肉可以像人類肌肉一樣運動，但強度高17倍
人類一直希望創造出如人類一般靈活的人造肌肉，但一直不可得。韓國科學技術院(KAIST)研究人員使用石墨烯-液體晶體複合纖維來發展人工肌肉，在實驗室中，人造肌肉是人類肌肉強度的17倍。並且人工肌肉會隨著溫度變化而收縮，如同真人一般。研究人員表示，此發明能應用於機器人產業與各種可穿戴裝置，此一發明已發表於 Nature Technology 期刊中。
參考資料：This new artificial muscle can move just like human muscles but it’s 17 times stronger. Euronews, 2022/12/20.

可止住戰場中的出血的熱活化水凝膠，還能進行簡單的殺菌
戰場上，士兵受傷，第一要務是有效止血，但傳統水凝膠繃帶一直無法達到滿意效果。位於洛杉磯塔拉薩基研究所(Tarasaki Institute)研究人員發展一種水凝膠，由自身體溫啟動，能迅速止血，還能進行簡單殺菌。研究人員將一種凝血劑與一種N-異丙基丙烯醯胺(N-isopropyl acrylamide)的溫度敏感聚合物混合在一起。透過實驗，該凝膠一旦暴露在實驗鼠傷口部位，形成固體，之後利用冷水洗滌，便能去除，但止血效果依舊。研究人員表示，該凝膠能用於治療任何傷口，還能和其他藥物結合，增強癒合效果。該研究已發表於 Biomaterials Science 期刊中。
參考資料：Heat-activated hydrogel could stop battlefield bleeds. NEW ATLAS, 2022/12/22.

化學斷裂點讓新型塑膠能在幾天內生物降解
塑膠經久耐用，丟棄之後卻造成嚴重環保議題，塑膠廢物能存在於海洋、掩埋場數千年之久。德國康斯坦茨大學研究人員開發一種新型塑膠，具有普通塑膠的耐用性，卻能在數月或數天產生生物降解。新材料稱為「聚酯」-2,18(Polyester-2,18)，由一個包含兩個碳原子的短二醇單元(short diol unit)和一個由18個碳原子組成的二羧酸(dicarboxylic acid)。保持了結晶結構，但在其中準備的「化學斷裂點」，使材料能夠解開到可以回收和重複使用的狀態中。在實驗室中，研究人員發現新材料能在幾天內完全分解，而在標準工業堆肥廠需時兩個月分解完畢，因此新材料未來存在於土壤、海洋之中，不會造成問題。該團隊將繼續研究新材料的可回收性與生物可降解性，並應用到3D材料與包裝材料的可行性。該研究已發表於 Angewandte Chemie 期刊中。(991個字，圖1)
參考資料：Chemical "breaking points" let new type of plastic biodegrade in days. NEW ATLAS, 2022/12/20.  


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