前瞻技術脈動：先進材料與技術（202302）

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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2023年5月19日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202302）

無線連接且更環保的物聯網
來自沙烏地阿拉伯的研究型大學，阿布都拉國王科技大學(King Abdullah University of Science and Technology, KAUST)的研究團隊發現依賴替代半導體材料（例如可印刷有機物、奈米碳同素異形體和金屬氧化物）的新興薄膜技術可能有助於實現更經濟實惠及使環境永續的物聯網 (IoT)。研究人員表示無線供電的感測器節點可透過使用能量採集器( energy harvesters)，例如光伏電池和無線射頻能量採集電路(RF energy harvester)等技術，從環境中汲取能量，從而幫助實現永續性的物聯網，而大面積電子設備可能是啟用這些電源的關鍵。

研究人員評估各種大面積電子技術的可行性及潛力，包含提供環境及生態友好的無線供電物聯網感測器。團隊開發了一系列RF電子元件，包括基於金屬氧化物和有機聚合物的半導體零件，稱為蕭特基二極體(Schottky diodes)。這類的無線能量採集器中的關鍵零組件決定了感測器節點的效能和成本。另外，團隊的研究貢獻包括一種可擴展方法使用於製造RF二極體以收集達到5G/6G頻率範圍的能量，而研究亦能從電磁波中獲取能量並以低功耗遠距離傳輸數據，為物聯網革命打造易於製造、環保的感測器節點。該研究發表於 Nature Electronics 期刊上。
參考資料：A greener internet of things with no wires attached. TechXplore, 2022/12/28.

噴塗式智慧鍵盤無需實體鍵盤即可打字
現行QWER鍵盤笨重，卻是使用者與電子儀器不可或缺的溝通媒介。史丹佛大學研究人員開發一種噴霧式智慧鍵盤，利用人工智慧AI追蹤手部運動，解決此一問題。研究人員創造了一種生物相容的材料，可以像防護霜一樣噴灑在手上和手臂上能夠被用來做沒有鍵盤的打字，甚至可以透過觸控來識別物件。與手套或大多數其他電子鍵盤不同，噴塗式鍵盤不顯眼，體積也小得多、更容易使用。噴霧實際上是一種奈米網，或一種可拉伸的網狀材料，其中包含一系列微小感測器，可以接收手部運動，然後傳送給人工智慧識別。該產品允許使用者獨特的手動模式進行訂製，以及對應更快的手勢。未來此噴霧鍵盤能使用於虛擬實境、醫療、甚至外科手術中。此一發明已刊登於 Nature Electronics 期刊中。
參考資料：A Spray-On Smart Skin Lets You Type Without a Keyboard. The Daily Beast, 2022/12/29.

研究人員開發能夠淨化水的環保材料
化學工業快速發展造成的水汙染是一個急迫問題。韓國大邱慶北科技學院(DGIST)研究人員開發一種非典型多孔聚合物材料(atypical porous polymer material)，可以超高速完全去除水中的酚類有機汙染物，還能去除水中微塑膠。除此之外，還能有效地去除基於光熱效應的微小揮發性有機化合物(Volatille Organic Compound, VOC)，還能作為一種高效吸附材料。

經過實驗證實，該聚合物不需要高熱能進行回收，並且可以在不損失效能的情況下多次使用。研究團隊生產了一種水處理膜，能夠利用太陽能作為驅動力以蒸發水，再透過該聚合物吸收光並轉化為熱能，藉此以透過陽光淨化酚類汙染物。因此即使沒有電力供應地區，也能透過此一方式，淨化污染水成為可飲用水，因為研究人員實驗發現，效果能去除99.9%微塑膠與VOC。此一研究已發表於 Advanced Materials 期刊中。(1084個字；圖1)
參考資料：Researchers develop eco-friendly materials capable of purifying water. PHYS, 2022/12/29.

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