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前瞻技術脈動：先進材料與技術（202313）

關鍵字：材料科學；金屬碎片；自我修復；壁虎；海星機器人；太陽能電池；2D碳氮化物(2D carbon nitride)；
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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2023年11月23日
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圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202313）
 
驚人的發現：金屬可以自我修復
美國桑迪亞國家實驗室和德州農工大學的研究團隊首次見證了金屬碎片在無人操控的情況下破裂然後自我修復，這顛覆了基礎的科學理論。如果能夠有效利用這一新發現的現象，可能會引領一場工程革命，進而開創出能自我修復的引擎、橋樑和飛機，逆轉由磨損引起的損壞，使它們更安全且延長使用壽命。該研究團隊在Nature期刊中描述了他們的發現。桑迪亞國家實驗室的研究人員材料使用一種專門的電子顯微鏡技術來評估裂紋是如何在奈米級鉑片上形成和擴散的，並開發了一種每秒重複拉動金屬末端200次的技術。令人驚訝的是，損壞情況發生了逆轉，裂縫重新融合在一起，隨著時間的推移，裂縫沿著不同的方向重新生長。未來，如果這一自我修復過程能成為製造過程中的實用工具，將為材料科學的前沿領域帶來重大突破。
參考資料：'Stunning' discovery: Metals can heal themselves. Science Daily, 2023/07/19.
 
表面潮濕？對於基於壁虎黏附原理的機器人而言，那不是問題
卡內基美隆大學的研究團隊將壁虎的黏附特性應用於水中，開發了一種可在水下運動的膠性材料，並將其應用於海星機器人。這種材料不僅適用於水下探索，還可應用於日常醫療保健，例如減少醫院感染和開發皮膚貼片，使患者生活更輕鬆。這項研究為未來的應用提供了許多可能性，包括機器人技術、電子設備和能源裝置等領域。研究團隊希望進一步改進黏附性材料和機器人性能，實現水下運動、攀爬更陡峭的坡度和提高運動速度的目標，相關研究成果已發表於《Frontiers in Robotics and AI》期刊上。
參考資料：Wet surface? No problem for gecko adhesion based robot. TechXplore, 2023/07/25.
 
太陽能電池：一種新材料使得同時吸收光線和儲存能量成為可能
西班牙哥多華大學和德國馬克斯·普朗克固體物理研究所合作，開發了一款新型的太陽能電池，其使用2D碳氮化物材料，該材料無毒且易於合成。研究團隊通過光學模擬和光電化學實驗，優化太陽能電池的設計，可為相機閃光燈等設備提供大量短時間的電流，也能為手機等設備提供小電流長時間供應，可望解決太陽能儲存的問題，並應用於自動家居、零售機器人等領域，本研究成果已發表於《Advanced Energy Materials》期刊。(787字；圖1)
參考資料：Solar batteries: A new material makes it possible to simultaneously absorb light and store energy. TechXplore, 2023/07/27.


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