前瞻技術脈動：先進材料與技術（202441）
科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2024年11月29日
圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202441）
來自橡樹的細菌可以幫助處理稀土元素
幫助處理從地下開採或回收科技產品中的稀土元素，方法是利用來自英國橡樹芽的Hansschlegelia quercus細菌所產生的蛋白質，來區分這些稀土元素。
英國橡樹芽中發現的一種蛋白質有望促進稀土元素在各種技術中的處理效率。稀土元素是智慧型手機、電視螢幕、電動車馬達和風力渦輪機等產品中的關鍵組成部分。目前用於分離這些元素的工業方法能耗高、複雜且涉及有毒化學品。賓州州立大學的研究人員發現，英國橡樹芽中的Hansschlegelia quercus細菌含有一種能夠區分較輕和較重稀土元素的蛋白質。透過利用這種蛋白質，他們成功地在室溫下透過一個化學步驟分離出永久磁鐵中所需的輕稀土元素釹及重稀土元素鏑。這個方法可以幫助處理從地下開採或回收科技產品中的稀土元素。目前將這種方法擴大應用仍然面臨挑戰。該研究發表在Nature期刊上。
參考資料：Bacterium from oak trees could help process rare earth elements. New Scientist. 2023/05/31.
由有機的電化學電晶體製成的感測器及處理器
研究人員開發了一種新型有機電晶體，它能同時作為感測器和處理器，並消除了AI硬體中對獨立系統的需求，從而降低了能源消耗。
來自西安交通大學、香港大學和西安科技大學的研究人員開發了一種新型有機電晶體，可同時作為感測器和處理器。該電晶體利用垂直遍歷結構及選擇性非晶體管道，使其能夠在兩種可重構模式之間切換。該設備結合了感測和處理功能，消除了AI硬體中獨立系統的需求，降低了能源消耗。該電晶體展現了其出色的多功能性，能夠檢測各種訊號並提供記憶能力。研究人員預測它在神經形態學設備中的應用，用於即時疾病診斷和其他醫療進展。該研究發表在Nature Electronics期刊上。
參考資料：An organic electrochemical transistor that serves as a sensor and processor. TechXplore. 2023/06/02.
一種實現平行記憶體無線計算的新方法
為了解決在同一硬體上進行計算與無線傳輸的挑戰，並提高能源效率，我們開發了一種利用記憶電阻交叉陣列的平行記憶體無線計算方法。
5G和物聯網等先進通訊技術需要能夠以極低功耗支援無線通訊的裝置。中國的南京大學、東南大學和紫金山實驗室的研究人員開發了一種利用記憶電阻交叉陣列的平行記憶體無線計算方法。這個新方法能夠在同一硬體上同時進行計算和無線傳輸，提高能源效率。透過利用記憶電阻的模擬內存計算能力，研究人員展示了對模擬無線訊號的即時處理，並實現了低功耗消耗。該原型系統展現了良好的性能，與傳統設備相比，功耗顯著降低。這種方法有潛力取代能效高的電子產品，並可應用於各種無線通訊設備。該研究發表在Nature Electronics期刊上。
參考資料：A new approach to realize parallel in-memory wireless computing. TechXplore. 2023/06/01.
使生產大而乾淨的二維材料變得容易
二維材料具有與傳統材料不同的物理特性，且目前可以通過剝離或生長單層二維材料來製作。然而，剝離法不僅費時且要求高，通常會留下聚合物並產生非常小的碎片；而生長法則可能無法獲得完美的單層二維材料。為了解決這些問題，開發了一種簡易的動力學原位單層合成法(Kinetic In Situ Single-layer Synthesis, KISS)，該方法可以利用三種不同的基材製造出大型、純淨的二維材料。
荷蘭格羅寧根大學(University of Groningen)的國際研究團隊開發了一種簡易的動力學原位單層合成法(Kinetic In Situ Single-layer Synthesis，簡稱KISS)，可以用三種不同的基材製造出大型、純淨的二維材料。二維材料具有與傳統材料不同的物理特性，目前可以通過剝離或生長單層二維材料來製作。然而，剝離法費時且要求高，通常會留下聚合物並產生非常小的碎片；生長法則可能無法得到完美的單層二維材料。KISS技術的突破在於可以很容易地在金、銀或鍺等基材上製造出大型和純凈的二維材料，這些材料通常具有高度空氣敏感性。在實驗中，研究團隊在超高真空(UHV)腔中利用金晶體輕敲在二維材料塊材上面，之後發現二維薄層將會緊密黏附在金晶體上。未來，有望利用這種技術剝離二維材料，並將其應用於裝置元件中，但具體方式還需研究開發。總之，KISS技術為生產簡單、純凈且大型的二維材料提供了一個簡易方法，並適合在各個表面科學實驗室的標準設備中進行操作。此研究發表於Advanced Science期刊上。(1492字；圖1)
參考資料：Producing large, clean 2D materials made easy. Science Daily. 2023/06/01.
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