前瞻技術脈動：先進材料與技術（202421）

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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7月12日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202421）

從紐約市到華盛頓特區等地，東岸城市正在下沉
沿海地區容易受到多種危害的威脅，而地層下陷使其惡化。維吉尼亞理工大學研究團隊發表於《PNAS Nexus》期刊的研究成果指出，美國大西洋沿岸的主要城市，包括紐約市、長島、巴爾的摩、維吉尼亞海灘和諾福克，正明顯下沉。研究團隊使用天基雷達衛星(space-based radar satellite)資料，創建了地層下陷範圍的高解析度數位地形圖。研究成果顯示，這些城市年均下沉速率達到5毫米，超過全球海平面上升速率，對道路、跑道、建築基礎、鐵路和管線等關鍵基礎設施造成風險。
參考資料: From NYC to DC and beyond, cities on the East Coast are sinking. Science Daily, 2024/01/02.

氧氣是外星科技的關鍵嗎？
由羅徹斯特大學和羅馬托爾維加塔大學合作發表於《Nature Astronomy》期刊的研究成果指出，大氣中氧氣與行星上先進科技的出現存在關聯性。研究團隊指出，氧氣不僅對生命至關重要，它也是發展先進科技文明的關鍵。研究團隊主張，只有擁有顯著氧氣濃度的行星才能發展出能留下可檢測的「科技指紋」(technosignature)的先進「科技圈」(technosphere)。研究團隊並提出「氧氣瓶頸」(oxygen bottleneck)的概念，即大氣中的氧氣濃度必須達到一個關鍵閾值，先進科技才會出現。研究成果究強調在尋找外星科技指紋時，需優先考慮高氧濃度的行星，並建議在解釋缺乏足夠氧氣的行星的探測發現時要保持謹慎。該研究是由NASA資助。
參考資料: Is oxygen the cosmic key to alien technology? Science Daily, 2024/01/02.

研究人員創造出第一個由石墨烯製成的功能性半導體
喬治亞理工學院的研究人員創造了世界上第一個由石墨烯製成的功能性半導體，石墨烯是由已知最強的鍵連接在一起的單片碳原子。半導體是在特定條件下導電的材料，是電子設備的基本組件。石墨烯既不是半導體也不是金屬，而是半金屬。帶隙是一種在施加電場時可以打開和關閉的材料，這就是所有電晶體和矽電子裝置的工作原理。石墨烯電子學研究的主要問題是如何打開和關閉它，以便它可以像矽一樣工作。石墨烯半導體的遷移率是矽的10倍。換句話說，電子以非常低的阻力移動，這在電子學中意味著更快的計算。研究人員說明：「石墨烯電子學中長期存在的問題是石墨烯沒有合適的帶隙，並且無法以正確的比率打開和關閉，多年來，許多人嘗試用各種方法來解決這個問題。我們的技術實現了帶隙，是實現基於石墨烯的電子產品的關鍵一步。」
參考資料: Researchers create first functional semiconductor made from grapheme. TechXplore, 2024/01/03.

化石燃料的使用造成氣候變遷，需要重新思考煤炭的使用方式。伊利諾大學香檳分校、美國能源部國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室和台積電的研究合作團隊成功利用煤炭製造出原子級的極薄碳材料，這種原子級的碳材料可用來製造二維電晶體和憶阻器，前者的漏電流極小，後者在資料儲存的可靠度極高，因此具有顯著的性能優勢。這項研究表明，透過創新的加工技術，煤炭可以轉化為高純度的材料，應用於高效能電子裝置中，為煤炭的經濟價值產生新的可能性，本研究成果已發表於《Communications Engineering》期刊。(1116字；圖1)
參考資料: Better microelectronics from coal. TechXplore, 2024/01/03.

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