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碳奈米管科技研發趨勢分析(一)

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科技產業資訊室 (iKnow) - 洪長春 發表於 2009年5月19日

碳奈米管(Carbon Nanotubes)從1991年被發現以來,是目前繼碳簇(富勒烯)能實現商業化量產的奈米材料之一;在先進奈米科技國家的研究下,碳奈米管的品質及純度有明顯的改善,量產技術的進步,使價格也逐漸下降。碳奈米管具有高強度、高斷裂應變、高撓曲性、高導電及導熱等優異特性,使其用途變得非常廣泛,例如,高效率觸媒、生物感測器、原子級電子裝置二極體、室溫半導體電晶體、平面顯示器、奈米天平、人工肌肉、場發射顯示器之電子源、鋰電池負極材料、生醫化學應用、下世代太空船、儲能、奈米電子元件、生物醫藥、分子級整流二極體、可撓式平面顯示器、原子力顯微鏡探針等用途。

這些用途大致可歸類為複(化)材、電子、場發射元件、能源/資源、量測/儀器、生醫(材)及平台等七個領域,每一領域的發展,無論是科學研究或專利技術應用,都顯示出未來的市場商機。

日本300多家奈米相關企業為使奈米材料普及化及提高國際競爭力,預計於2010年前制定完成奈米材料的標準規格,其中針對單壁、多壁碳奈米管及富勒烯等碳奈米材料之大小、純度及包含不純物的比例等加以測量。在日本第八次科技前瞻議題中,本研究分析發現碳奈米管在半導體的應用上將扮演重要角色,是否可完全有效取代矽的應用地位,則有待觀察。雖然碳奈米管的用途很廣,多屬於高價位的科技產品應用,甚至應用於生物醫學方面,以目前價格來看(60-80 USD/克)仍過高而無法被工業生產應用者所接受;所以,降低成本的大量生產方式就成為世界各國追求奈米材料工業化生產的重要熱門議題。

近年來,奈米材料對環境的影響逐漸受到重視,碳奈米管被吸入人體後,是否對健康產生危害問題,是科學研究前沿中最熱門的主題之一;目前此問題尚無定論,不過未來日本也將制定生產商及使用者之使用手冊,以避免碳奈米管材料擴散至周圍環境。

以研發能量及未來趨勢來看,從日本科技前瞻議題中不難發現,碳奈米管未來在日本的電子(含場發射元件)產業發展,將佔有極重要角色,同時透過各領域前瞻議題中碳奈米管的優勢特性分析(如表一),瞭解未來的發展動向。

全球碳奈米管相關論文發表數逐年增加,2001年以後增加幅度更為明顯,可說是本世紀新興奈米材料研究最熱門的對象(圖一)。無論論文數量及品質,美國都是保持領先地位。中國大陸論文數量雖然排名第二,但在品質上則低於全球平均被引用率(20.7)。至於其它歐洲國家(如:英國、法國等),雖然發表數量不高,但平均被引用率高,顯示論文品質在全球平均水準之上。日本在論文數量僅次於美國、中國大陸,排名第三,品質方面則接近全球平均被引用率(圖二)。台灣論文發表數排名全球第九位,以高被引用率論文數量看,台灣在「場發射元件」、「平台」、與「複(化)材」領域的表現相當不錯,無論數量或品質上都足於和南韓及中國大陸相競爭。

(1208字;表1;圖2)

新書介紹:碳奈米管科技研發趨勢分析

碳奈米管科技研發趨勢分析
Trend Analysis of the Research Capacity and Technology Development on Carbon Nanotubes


出版日期:中華民國97年08月
出版機關:財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
頁數:112頁
語文:中文
中心編號: STPI-ROB-97-01
ISBN:978-957-619-140-4
定價:NT$1,200元

訂購專線:02-27377647

 

 

 
 
圖一、碳奈米管歷年論文發表數量分析
 
圖二、碳奈米管前十大論文發表國家論文品質比較
Source: 財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心


 
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