前瞻技術脈動：先進材料與技術(202001)

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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 2020年7月3日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術(202001)

超薄耐用膜的開發，可有效分離油和水
在Journal of Materials Chemistry A期刊上報導，神戶大學的研究人員開發了一種由多孔聚酮(PK)載體組成的超薄膜，該膜具有抗污垢的二氧化矽表面處理能力，可實現油與水的高效分離。該膜不需要很大的壓力(約0.01atm)即可達到高透水性，也表現出重力滲透性。此外，該膜能夠排除99.9％的油滴，包含10奈米大小的油滴。透過面積1m²膜，可在1atm的壓力下在一小時內處理6000升廢水，能有效地從各種不同的油性乳液中分離出水。
參考資料：Development of ultrathin durable membrane for efficient oil and water separation. Science Daily，2019/12/26

發光聚合物可快速的檢測應力
日本沖繩科學技術大學院大學將銅複合物整合至聚丙烯酸酯，形成一種新的材料。新材料在紫外線照射時會發光，當材料長度有變化時，即會導致材料發光亮度的差異，且具有極佳的靈敏度。高靈敏的應力的檢測能力，使新材料可量測早期的物體或結構的變形，以利早期修補或預警。研究成果已發表在 Chemical Communications 期刊。
參考資料：Photoluminescent Polymer Detects Stress Quickly. Photonics Media，2020/1/30

新的封裝技術可保護敏感材料的電子特性
在ACS Applied Materials and Interfaces期刊上報導， Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（HZDR）的研究人員使用六方氮化硼（hBN）作為二維（2D）半導體的絕緣層。研究顯示，六方氮化硼可完全封裝保護2D層免於分解和降解，並確保長期的性質和穩定性。此開發的封裝技術使元件能夠堅固耐用，也易於應用於其他復雜的2D材料。
參考資料：New encapsulation technique protects electronic properties of sensitive materials. Science Daily，2020/1/29

將垃圾變成有價值的石墨烯
依據美國Rice lab發表在Nature期刊上的文章，Rice lab引入的新技術可以將幾乎所有碳源大量轉化成有價值的石墨烯薄片，該過程既快速又便宜。他們將碳黑粉末在光和熱的作用下變成石墨烯，利用將含碳材料加熱到約5,000華氏，可以在10毫秒內製得閃蒸石墨烯(flash graphene)。原料可以來自食物垃圾、塑料、石油焦炭、煤炭、木材屑和生物炭。
參考資料：Rice lab turns trash into valuable graphene in a flash. Rice，2020/1/27

具有奈米結構的金屬，透過雷射光蝕刻製成完美太陽能吸收劑
在Light: Science & Applications期刊上報導，美國羅徹斯特大學的研究人員利用飛秒雷射脈衝蝕刻金屬表面形成奈米結構，使閃亮的金屬變黑，並可在太陽波長下，選擇性的吸收光。當鎢經過新的奈米級結構處理後，具有高太陽能吸收效率，與未經處理的鎢相比，其熱發電效率提高了130％。
參考資料：“Perfect” Solar Energy Absorber Created by Laser Etching Metal With Nanoscale Structures. SciTechDaily，2020/2/4

一滴水點亮100個小LED燈泡
香港城市大學（CityU）的研究團隊開發了一種新的液滴的發電機（DEG），具有類似於場效電晶體（FET）的結構，可實現高能量轉換效率，並且其瞬時功率密度與沒有FET狀結構的同類發電機相比，增加了數千倍，從15公分的高度釋放一滴100微升的水可以產生超過140V的電壓，可以點亮100盞小型LED燈，其結果發表在Nature期刊上。(918字；圖1)
參考資料：CityU new droplet-based electricity generator: A drop of water lights up 100 small LED bulbs. City University of Hong Kong，2020/2/6

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