前瞻技術脈動：先進奈米材料(201803)

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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 2018年8月16日

圖、前瞻技術脈動：先進奈米材料(201803)

石墨烯組裝膜導熱率比一般石墨膜高60%

在Small期刊上報導，瑞典查爾摩斯工學院的研究人員透過調整石墨烯的晶粒大小、平坦度與夾層間的結合能，使晶格(聲子)振盪更有規律也更快，導致導熱性能更好。他們發現石墨烯組裝膜的導熱係數可以達到3200 W/mK，比最好的石墨膜高出60%以上。此外，也發現石墨烯薄膜的機械拉伸強度幾乎比石墨薄膜高三倍，達到70MPa。由於具有超高導熱性和超薄、靈活的與堅固結構的優點，具有很大的潛力作為電子設備和其它高功率驅動熱管理系統的新型散熱材料。
參考資料：Graphene assembled film shows higher thermal conductivity than graphite film. Science Daily，2018/6/20

改變遊戲規則的發現將3D列印推向分子極限

在Advanced Materials期刊上報導，英國諾丁漢大學的研究人員開發一種光敏分子，被光照射時會從無色變為藍色。再透過曝露於空氣中的氧氣時，顏色可被逆轉回來。研究人員將光敏分子與訂製聚合物相結合來3D列印複合材料，生產出可循環式儲存資訊的新材料。目前僅能進行操作使顏色變化，但這種方法可用於開發用於資訊儲存和電子產品的材料。
參考資料：Game-changing finding pushes 3D-printing to the molecular limit. Science Daily，2018/6/20

可改變顏色的仿生nanolaser

在Nano Letters期刊上報導，美國西北大學的研究人員利用雷射光照射在可拉伸聚合物基質上的周期性陣列之奈米金屬粒子，仿變色龍身體偽裝變色。當彈性基質拉伸帶動奈米顆粒進一步分開或收縮靠在一起，進一步使光的改變波長，因而改變其顏色。透過拉伸和釋放彈性體基質，可以隨意選擇發射顏色，因此產生穩定與可調節的雷射光，並且對應變具有高度敏感性。這些性能對於反應式光學顯示器、晶片上光子電路和多路複用光通信的應用相當重要。
參考資料：Chameleon-inspired nanolaser changes colors. Phys Org，2018/6/20

隱形材料更進一步，讓紅外線無法偵測熱源

美國威斯康辛大學在 Advanced Engineering Materials 期刊上發表了熱隱形材料，材料厚度不到 1 mm 即可以讓人從紅外線熱像儀中消失。紅外線照射至隱形材料時，入射光會在材料中的數百萬奈米線之間來回反射，因此光無往逃逸，所以紅外線偵測機制將無沒偵測到材料後的物體。
參考資料：Cloaking Material Can Conceal Hot Objects from IR. Photonics Media，2018/6/27

用陶瓷燒結出原子薄的材料

在Advanced Materials期刊上報導，賓州大學的研究人員利用低溫冷燒結(CSP)的方式，將0.5%-5.0%金屬MXene (二維材料)混入半導體氧化鋅中，使陶瓷複合材料的電導率提高了兩個數量級，將半導體氧化鋅轉化為金屬陶瓷，並使產品的硬度加倍。MXene的加入也提高了氧化鋅將熱量轉化為電能的能力，為固體電、熱電、壓敏電阻、催化劑、化學感測器等奈米複合材料應用，打開了大門。
參考資料：Sintering atomically thin materials with ceramics now possible. Science Daily，2018/6/29

新塗層使天然織物具有防水性

在Advanced Functional Materials期刊上報導，美國麻省理工學院的研究人員利用起始化學氣相沉積(iCVD)的方法，使短鏈聚合物均勻地塗佈在織物纖維上，並遵循纖維的輪廓，不會使纖維交織孔隙堵塞，達到防水又透氣的功效。該塗層材料經過反覆的洗滌，也不會使塗層降解，並且通過了嚴格的磨損測試，在重複10,000次後，也沒有損壞塗層。這種技術適用於許多不同種類的織物，包括棉、尼龍和亞麻，甚至紙張等非織物材料，也開闢了各種潛在的應用價值。
參考資料：New coatings make natural fabrics waterproof. Science Daily，2018/6/29

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