前瞻技術脈動：先進材料與技術（202416）

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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6月14日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202416）

製造共價有機框架材料的問題
傳統以溶液製造的共價有機框架(COFs)材料存在製程緩慢、生成的粉末難以轉換成合適的型態等問題。Rice University研究團隊發表於《ACS Nano》期刊的研究成果指出，該團隊開發了一種快速、低成本、可擴展的方法，用於製造共價有機框架材料(COFs)。該材料為一類結晶聚合物，可廣泛應用於能源、半導體、感應器、過濾和藥物遞送等領域。研究團隊使用氣相沉積(vapor deposition)，可在短短20分鐘內製造高品質的有序2D晶體COFs，並對孔隙大小進行控制，可用於海水淡化膜和電池隔離器等領域。
參考資料: For this emergent class of materials, 'solutions are the problem'. Science Daily, 2023/12/18.

為什麼LED尚未減少照明能耗
LED達到了一個里程碑。據國際能源總署指出，2022年LED佔全球照明銷售額的 50%，雖照明消耗的總能源實際上正在增加，但新型的LED非常高效，同時亦可能需要採取更多措施，來確保照明最終不會消耗更多的能源。為推動賣場等區域的節能，LED配合運動感應器的設置，將使某些區域的燈只有在有人進入該區時才會亮起，再者該系統也可由新的太陽能電池板和電池來供電，提高節能的成效。目前自有住宅安裝節能燈具較為普遍，政府政策可以鼓勵企業轉型，推動商業建築配合使用照明與智慧系統（例如前述的運動感測器）。由於LED的照明技術仍在持續進步中，對於色溫為2,700 K的暖白色燈具，仍然可以達到每瓦160流明(lumens per watt)左右，預計這些燈的效率在未來20年內可能會翻倍，另外LED發出的藍光導致睡眠中斷與影響健康，以及LED過於明亮等問題，仍有待技術上的改進，整體而言，LED有助於降低全球照明的能源消耗。
參考資料: Why LEDs haven't yet cut energy use for lighting. BBC News, 2023/12/19.

加密貨幣的案例研究顯示許多人不信任其透明度和隱私
加密貨幣能否在全球範圍成為主要貨幣？耶魯大學及芝加哥大學的研究團隊，對薩爾瓦多政府於2021年將比特幣定為法幣的案例進行了研究。薩爾瓦多未硬性規定民眾一定要使用比特幣，只是讓它成為一種支付選項，民眾能藉由比特幣錢包Chivo Wallet，購買各式產品及服務，不需任何手續費。但研究中發現，薩爾瓦多人民對於比特幣實際接受度低，主要是由於透明度和隱私問題，大多數人仍然更喜歡使用美元現金，而且主要使用比特幣的是富裕人士，他們仍然使用傳統的銀行系統。相關研究發表在《Science》期刊上。
參考資料: Case study of cryptocurrency suggests many do not trust its transparency and privacy. TechXplore, 2023/12/22.

新材料可實現更好的氫基電池和燃料電池
為了使氫基能源儲存和燃料變得更加廣泛，它需要安全、非常有效率且盡可能簡單。
日本 RIKEN的研究人員開發了一種在室溫下傳輸氫負離子(H − )的固體電解質。這項突破意味著氫基固態電池和燃料電池的優勢觸手可及，包括提高安全性、效率和能量密度，這對於推進實用的氫基能源經濟至關重要。為了使氫基能源儲存和燃料變得更加廣泛，它需要安全、非常有效率且盡可能簡單。目前電動車中使用的氫基燃料電池的工作原理是在產生能量時允許氫質子透過聚合物薄膜從燃料電池的一端傳遞到另一端。為了克服這個問題，科學家一直在努力尋找一種透過固體材料傳導負氫負離子的方法，特別是在室溫下。研究人員說:「我們的成果首次展示了室溫下氫陰離子傳導固體電解質。從短期來看，我們的結果為氫陰離子導電固體電解質提供了材料設計指南。而從長期來看，我們相信這是使用氫運行的電池、燃料電池和電解電池發展的轉淚點。」（1282字；圖1）
參考資料: New material allows for better hydrogen-based batteries and fuel cells. TechXplore, 2023/12/22.

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