前瞻技術脈動：先進材料與技術（202422）

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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2024年7月17日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202422）

研究人員開發出高性能、可拉伸的太陽能電池
太陽能電池要兼顧光電轉換效能跟機械彈性，具有一定程度的挑戰。韓國科學技術院(KAIST)的研究團隊成功開發了一種新型導電高分子材料，有著高度光電轉換性能及機械彈性，能製成可拉伸有機太陽能電池。這種高分子材料透過化學鍵結將可拉伸聚合物與具有優異光電轉換效能的導電聚合物連接而實現。

該高分子材料使用有機太陽能電池達到了19％的光電轉換效能，同時還呈現較現有裝置高10倍的延伸性。這種新型高分子材料不僅可應用於太陽能電池，還可以作為各種需要柔韌性和彈性的電子裝置的材料，具有重要的應用價值，本研究成果已發表於《Joule》期刊。
參考資料: Researchers develop high-performance, stretchable solar cells. TechXplore, 2024/01/04.

基於單層黑磷和砷化鍺的新型電晶體
二維材料如黑磷、砷化鍺是未來有機會替換矽的新材料，但較高的接觸電阻使得兼具高載子遷移率與寬能隙的黑磷在應用上受限制。湖南大學、中國科學院和武漢大學的研究團隊運用凡德瓦(van der Waals)剝離技術，成功實現了基於非傳統二維半導體材料(黑磷和砷化鍺等)的電晶體製造。

先將金屬層壓到通道區之上，再應用前述剝離技術逐層去除，形成了具有立體凸起電性接觸的電晶體。這種方法可望應用於製造更薄、更有擴展性的元件，有助於解決非傳統二維材料在製造薄型電子元件時的挑戰，相關研究成果已發表於《Nature Electronics》期刊。
參考資料: New transistors based on monolayer black phosphorus and germanium arsenide. TechXplore, 2024/01/06.

麻省理工學院的劃時代創舉：在奈米顆粒工程中應用離子輻照促進永續能源發展
控制金屬析出奈米顆粒的大小、密度、組成和位置是一項挑戰，限制了這些奈米結構所能達到的最佳性能。MIT研究團隊發表於《Energy & Environmental Science》期刊的研究成果指出，該團隊開發了一種突破性方法，可精確控制奈米顆粒大小、組成和性質，這對於各種清潔能源和環境科技來說至關重要。

研究團隊使用離子輻照，為一種利用帶電粒子束轟擊材料的技術。研究成果顯示，使用該方法創造的奈米顆粒比傳統製程產出的對照樣本表現更優異。該方法的創新之處在於使用離子輻照精確控制所得奈米顆粒的性質，使水分解等應用中所需的高效催化劑活動成為可能。該方法可推動燃料電池和電解電池等清潔能源轉換技術的發展。該研究是由OxEon Corp、U.S. Department of Energy Office of Science和National Science Foundation等機構資助。
參考資料: MIT’s Game-Changer: Ion Irradiation in Nanoparticle Engineering for Sustainable Energy. SciTechDaily, 2024/01/07.

模仿大師：章魚啟發的偽裝和信號系統
傳統的變色材料在模擬複雜生物的色彩變化時面臨困難。加州大學爾灣分校的研究團隊成功開發了一種模仿章魚的裝置，能夠在可見光和近紅外光譜區域內改變外觀，並向觀察者發送信號。這種裝置的特點包括高面積應變，可實現顯著且可控的變形，使其能夠動態調節其可見光和近紅外光譜特性。

此外，裝置表現出優越的穩定性和自修復能力，使其成為下一代偽裝和信號平台的理想選擇，適用於偽裝和簽名管理應用，也可能與顯示器、防偽、感測、成像、節能和機器人等應用相關，相關研究成果已發表於《Nature Communications》期刊。(1099字；圖1)
參考資料: Mimicking the masters: Octopus-inspired systems for deception and signaling. TechXplore, 2024/01/08.

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