前瞻技術脈動：先進材料與技術（202430）

關鍵字：；；；；；()；

瀏覽次數：2084｜歡迎推文：

科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2024年8月28日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202430）

是否應該使用稻草建造更多的英國房屋？
如何採用天然建材促進更環保的建築?透過研發秸桿為牆壁面板的材料，不僅提升農業副產品的再利用，同時也可增加建築物隔熱的效果。

來自立陶宛的稻草將覆蓋英國西約克郡小鎮的一棟建築，用1,600 多平方米的稻草填充板覆蓋這所建於20 世紀50 年代的學院，以更好地隔熱。這些面板將由斯洛伐克公司 EcoCocon 提供，每個木框架板的厚度約為 3-400 毫米，並包含大量切碎的稻草。然而秸稈這種有著千年歷史的建築材料能否擴大規模以滿足現代的建築，在牆壁的面板系統中，相對較短的稻草片以適當的密度（每立方公尺約 110 公斤）包裝在一起，從而使內部的空氣量產生隔熱效果，另外，面板可以廣泛適用於不平整的既有牆壁之上。稻草將在中歐和東歐當地採購，填充到面板中後運往英國，估算此面板的成本不會比許多非天然隔熱材料貴很多，建造一棟採用稻草隔熱板的房屋的成本約為每平方米 2,000 英鎊。但由於面板的寬度為 3-400 毫米，用稻草隔熱的房子可能會顯得牆壁特別厚實，且保險公司可能會為使用不常見材料或建築方法所建造的房屋來提高保費。英國每年生產約900 萬噸秸稈作為農業副產品，然而，如果英國沒有更大程度地採用天然材料，那麼英國在走向更環保的建築的過程中可能會落後，如相較法國每年都會用稻草建造數百棟房屋的進展，缺乏技能培訓正在阻礙英國的進步。
參考資料：Should more British homes be built using straw? BBC News. 2024/02/02.

自滅火電池可以減少致命和昂貴的電池火災風險
傳統鋰離子電池的電解質易燃，容易導致電池起火。將傳統易燃的電池電解質替換為商業滅火器中的材料，為一種自滅火的電解質。湖南大學及克萊門森大學的研究團隊在《Nature Sustainability》期刊中發表了一項新研究，介紹了他們開發的自滅火電式電池。他們將傳統易燃的電池電解質(通常由鋰鹽和有機溶劑組成)替換為商業滅火器中的材料，使電池具有自滅火的能力。這種電解質能在廣泛的溫度範圍內(華氏零下100度到華氏175度)工作，並且能有效地將熱量從電池中排除並撲滅內部火焰。這項研究能有效解決電池過熱的風險，使其在應用上更加安全。
參考資料：Self-extinguishing batteries could reduce the risk of deadly and costly battery fires, TechXplore. 2024/02/06.

機器中的鬼影：科學家找出導致電池故障的幽靈元凶
許多研究強調它們可透過電解質，防止鋰金屬陽極固態電池中的枝晶導致電池發生短路而故障，但這些短路的性質極為多變，一些研究仍未在其資料中考量軟短路的存在。使用具有複合聚合物電解質的鋰金屬電池作為範例系統，提供許多用於識別和分析各類電池中軟短路的互補技術。

由Argonne National Laboratory研究團隊發表於《Joule》期刊的研究成果指出，該團隊對軟短路進行了全面性研究，為固態電池中一種導致永久性故障的早期跡象。研究團隊最初是為具有鋰金屬陽極的固態電池開發材料，能在小空間內存儲大量電荷。該團隊在電池的實驗操作中，觀察到由鋰枝晶從陽極生長到陰極引起的軟短路，為電池中微小且短暫的短路現象。隨後，研究團隊開發了電腦模型以預測軟短路期間離子和電子的流動，並發現其動態，通常在微秒或毫秒內形成、消失和重組。研究發現為設計更好的電動汽車電池提供了寶貴的知識和方法，並為全球研究人員提供了關於電池故障早期跡象及如何檢測和分析軟短路的見解。該研究是由Vehicle Technologies Office資助。
參考資料：Ghosts in the Machine: Scientists Identify Battery Failure's Phantom Culprits, SciTechDaily. 2024/02/14.

新的聚合物可以實現更好的可穿戴裝置
解決某些與人體結合的電子設備，例如那些透過生物組織的離電子轉換電子訊號來運作的電子設備的最大限度的離子吸收同時犧牲電子性能的問題。OMIEC的材料設計策略可以模仿生物神經元的方式來學習及保存這些訊號。

麻省理工學院的研究人員開發了一種稱為「有機混合離子電子導體(OMIECs)」設計材料的策略，其可以使離子及電子能力達到平衡。該設備是用來解決某些與人體結合的電子設備，例如那些透過生物組織的離電子轉換電子訊號來運作的電子設備的最大限度的離子吸收同時犧牲電子性能的問題。OMIEC的材料設計策略可以模仿生物神經元的方式來學習及保存這些訊號，可作為受生物啟發的下一代電子設備及人機介面的材料開發設計。該研究發表在Small期刊上。(1439字；圖1)
參考資料：New polymers could enable better wearable devices, MIT News. 2023/02/06.

歡迎來粉絲團按讚！

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------