前瞻技術脈動：先進材料與技術（202426）

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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8月9日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202426）

科學家為平面顯示器和穿戴式技術開發經濟實惠、永續的解決方案
為實現更經濟和環保的平面顯示器，以鋯(Hf)和鉿(Zr)等元素在低溫下混合形成超分子墨水。勞倫斯柏克萊國家實驗室(LBNL)開發了一種名為「超分子墨水」的新技術，用於OLED顯示器或其他電子設備，以取代昂貴的稀有金屬。這種新材料由鋯和鉿粉末製成，能夠在低溫下實現穩定且高純度的合成。該超分子墨水是環保且經濟的，適用於製造OLED顯示器等電子設備。研究團隊還展示了該技術在OLED薄膜和3D列印的相關應用，具有可調整發光顏色的能力，將能對OLED產業產生深遠影響，相關研究結果已經在《Science》期刊上發表。
參考資料：Scientists advance affordable, sustainable solution for flat-panel displays and wearable tech, TechXplore. 2024/01/22.

輕型紡織天線可取代實地部署的碟形天線
在災害頻發的地區，受損的基礎設施突顯利用輕便且適應性強的天線進行即時通訊的必要性。研發出一種由導電纖維複合材料編織成的條帶製成的管狀天線，可替代在災難現場使用的龐大且昂貴的碟形天線。由Stanford University和American University of Beirut研究團隊發表於《Nature Communications》期刊的研究成果指出，該團隊研發出一種天線，可替代在災難現場使用的龐大且昂貴的碟形天線。這種「雙穩可部署四臂螺旋天線」(bi-stable deployable quadrifilar helix antenna)是一種由導電纖維複合材料編織成的條帶製成的管狀天線。它可被拉伸成一個長而瘦的形狀，用於地面無線電通訊，也可被壓縮成一個環形，用於衛星通訊。天線的尺寸決定了不同狀態下使用的頻率，而其雙穩結構確保了部署的簡易性，無需猜測是否已正確部署。該天線輕巧且低能耗的特性，使其成為在災難或偏遠地區進行通訊的更有效解決方案。
參考資料：Lightweight woven antenna could replace field-deployed dishes, New Atlas. 2024/01/22.

科學家推進平板顯示器和可穿戴技術的可負擔、永續性的解決方案
儘管鉛基鹵素鈣鈦礦具有顯著的光電性能，但鉛的毒性和複雜的膠體合成使其難以進行大規模應用。由Lawrence Berkeley National Laboratory和UC Berkeley研究團隊發表於《Science》期刊的研究成果指出，該團隊開發了一種被稱為「超分子墨水」(supramolecular ink)的新型3D列印OLED（有機發光二極體）材料。該材料是由廉價、豐富的地球元素製成，而非昂貴且稀少的金屬。該進展有望使OLED平板顯示器、3D列印可穿戴技術和照明，變得更加經濟實惠和環保。該材料是由含有鉿(Hf)和鋯(Zr)的粉末組成，可在低溫下混合成半導體「墨水」。這種超分子墨水是一種永續性材料，有望實現高成本效益和能源效率的半導體制造。此外，它提供了一種無鉛的環保配方，且性能不受影響。該研究是由Department of Energy Office of Science資助。
參考資料：Scientists advance affordable, sustainable solution for flat-panel displays and wearable tech, Science Daily. 2024/01/22.

研究提出一種用於海嘯防護和緊急發電的自供電可移動防波堤
傳統的可移動防波堤系統需要電力來操作閘門，但在自然災害期間可能面臨停電問題。自動供電的可移動海堤系統(self-powered movable seawal)利用微潮汐能量來操作閘門。東京工業大學研發了一種可移動防波堤系統，能利用微潮汐能量來保護超過2,780個漁港和993個商業及工業港口，使其免於受到海嘯的侵害。此系統當水位上升時，以港口內外的水位差來發電，然後將電力儲存起來並用於後續的閘門操作。研究人員測試了系統在日本多個港口的可行性，確定了一些可行的地點，特別是在日本西海岸，這是一個容易受到地震引發海嘯威脅的區域。此系統不僅可以保護港口免受天災災的侵害，還可以提供緊急電力，增強相關行業的抗災能力，相關研究結果已經在《Renewable Energy》期刊上發表。(1242字；圖1)
參考資料：Research proposes a self-powered movable seawall for tsunami protection and emergency power generation, TechXplore. 2024/01/24.

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