前瞻技術脈動：先進材料與技術（202434）

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科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2024年9月25日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202434）

NASA推出突破性的3D列印超合金
火箭推進器所需的超合金材料必須在極端高溫環境中保持高強度，以防止在穿越大氣層時造成破裂。為此，運用電腦建模及3D列印技術，將不同金屬逐層融合，產生名為GRX-180的氧化物分散型合金。NASA與俄亥俄州立大學的研究團隊成功地合作開發了一種新型超合金，可透過3D列印融合不同金屬，奈米級氧化物散佈於其中能有效增加合金的強度及韌性。這種超合金能作為火箭推進器的材料，即使在穿越大氣層時仍保持優良的機械特性，相關研究成果已發表在Nature期刊。
參考資料：NASA unveils breakthrough 3D-printable super alloy, bgr.com. 2023/04/25.

研究人員3D列印微型的真空泵
利用積層製造技術，成功3D列印了一個微型真空泵，該泵可用於檢測血液中的毒素或監測偏遠地區的土壤污染。麻省理工學院的研究人員利用積層製造技術，成功 3D 列印了一個微型真空泵，可用於檢測血液中的毒素或監測偏遠地區的土壤污染，並可整合到攜帶式質譜儀中。這個泵的設計可在不需要液體的情況下，建立和維持比乾燥、粗糙泵更低的真空狀態，並且在泵送過程中最小化摩擦熱，同時防止氣體或液體外洩，延長裝置的壽命。團隊希望該泵能應用於發射到火星的地質探勘設備中，並將輕便的泵發射到太空中。該研究發表在《Additive Manufacturing》期刊上。
參考資料：Researchers 3D print a miniature vacuum pump, MIT News. 2023/04/25.

化學家應對回收混合塑料的嚴峻挑戰
目前尚未有良好的工業方法能將混合塑料重新使用或加工成其他有用產品。然而，利用動態交聯劑可以將以前不可混合的材料轉化為一組可行的新型聚合物。科羅拉多州立大學研究團隊設計一種新的化學策略，可以提供專門設計的小分子，稱為通用動態交聯劑(Dynamic crosslinkers)，將以前不可混合的材料轉化為一組可行的新型聚合物，這些聚合物可以轉化為新的、更高價值的、可再加工的材料，稱為升級回收。當與少量添加的動態交聯劑一起加熱和加工時，混合塑料通過原位形成一種稱為多嵌段共聚物的新材料而彼此相容，成為具有有用特性的新型材料。這種升級再造的新方法不涉及解構或重建任何原始聚合物，可用於回收那些通常最終進入垃圾填埋場的消費後混合塑料，幫助實現在多個使用周期中重複使用混合塑料廢物的這個最終目標。
參考資料：Chemists tackle the tough challenge of recycling mixed plastics, phys.org. 2023/04/26.

研究人員開發出新的鍺錫電晶體來替代矽
傳統的矽電晶體技術已接近摩爾定律的極限，因此需要尋找新的材料以突破物理限制。使用鍺錫(GeSn)材料製造的電晶體，能提供比矽更高的效能和更低的功耗。德國Forschungszentrum Jülich國家實驗室的團隊已開發出一種鍺錫 (GeSn) 電晶體，相對於傳統的矽電晶體，在微縮製程下有更高的效能與更低的功耗，且能磊晶在矽基板上，與其他電路元件有效整合。這項研究對未來的高效能運算(HPC)、光信號傳輸等領域具有重要意義，相關成果已發表於《Communications Engineering》期刊。(1024字；圖1)
參考資料：Researchers develop new germanium-tin transistor as alternative to silicon, Tech Xplore. 2023/04/27.

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