前瞻技術脈動：先進材料與技術（202507）
科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2025年4月9日
圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202507）
革命性的分子裝置釋放了針對性藥物運送和自癒材料的潛力
傳統上，以力量同時釋放多個分子一直都具有挑戰性，通常涉及兩種聚合物間的分子「拉鋸戰」，以釋放單個分子。
由University of Manchester研究團隊發表於《Nature》期刊的研究成果指出，該團隊開發了一種突破性的分子裝置，利用力量控制釋放多個小分子，為針對性藥物運送和自癒材料提供了巨大的潛力。該裝置利用一種名為輪烷(rotaxane)的交錯分子的力量控制釋放系統。這種創新方法利用自然力量觸發功能性分子，如藥物或癒合劑，在特定部位的精確釋放。此外，該裝置也可應用於可在受損時修復自身的自癒材料，延長其壽命。透過克服以往同時釋放多種分子的限制，研究成果為醫療和技術領域的轉型應用開啟了大門，研究團隊將持續探索更多結合不同類型分子和擴大應用範圍的可能性。
參考資料：Revolutionary molecular device unleashes potential for targeted drug delivery and self-healing materials Science Daily 2024/04/10.
次世代數位顯示器的突破
目前的LCD和OLED銀幕僅限於顯示資訊，需要在銀幕上或周圍添加額外的感應器，以實現觸碰偵測、指紋辨識或適應不同照明條件等功能。
由Linköping University研究團隊發表於《Nature Electronics》期刊的研究成果指出，該團隊在數位顯示技術上取得了突破性進展，開發出一種銀幕，其LED自主地對觸碰、光線、指紋，甚至用戶的脈搏等各種刺激作出反應。傳統顯示器依賴外部感應器來增加額外的功能，而該新方法將所有感應器功能直接整合到LED中，消除了對額外層次或組件的需求。該顯示器使用的LED是由一種叫做鈣鈦礦的結晶材料製成，以其優異的光吸收和發射特性而聞名。此外，這些鈣鈦礦LED還具有獨特的太陽能電池功能，使得銀幕可利用光能進行充電，從而延長設備的電池壽命。儘管該發展為未來的顯示器帶來了巨大希望，但仍存在一些挑戰需要克服，例如提高鈣鈦礦LED的壽命。
參考資料：Breakthrough for next-generation digital displays. Science Daily. 2024/04/10.
Goldene：新的二維黃金型態讓石墨烯顯得乏味
石墨烯因其強度、韌性和導電性等卓越性能而聲名鵲起，但由於它在新聞和市場中的過度飽和，導致人們開始尋找新材料。
由Linköping University研究團隊發表於《Nature Synthesis》期刊的研究成果指出，該團隊成功創造了Goldene，一種新的二維金屬，可能成為石墨烯的競爭對手。儘管石墨烯長期以來因其出色的性能而備受矚目，包括強度、韌性和導電性，但金的新型形態—goldene的出現，產生了一個具有獨特性質的新競爭者。因為金原子有聚集的傾向，研究團隊在開發goldene的過程中面臨了重大挑戰。為了克服此障礙，研究團隊設計了一種方法，將金沉積在矽薄層上，這些薄層夾在鈦和碳化合物層之間，然後經過高溫處理，使單層金取代矽層。最後得到的goldene薄片只有一個原子厚度，表現出半導體特性，與一般金的導電性不同。研究團隊計劃繼續調查其特性、潛在應用及其他貴金屬是否可以用類似方法壓制成二維型態。
參考資料：Goldene: New 2D form of gold makes graphene look boring. New Atlas. 2024/04/16.
研究人員增加電容器的儲存、效率和耐用性
荷蘭特文特大學的研究團隊在《Advanced Materials》期刊發表了一項關於電容器的研究成果，他們針對電容器進行重新設計，利用多層薄膜結構將能量儲存效率增加至90%以上，並降低了充放電過程中的能量損失。這項研究的重點是提高電容器的耐久性，使其能夠充放電達到100億次以上。研究團隊發現，這種電容器在廣泛的溫度範圍下(25°C–200°C)仍能維持高效率。透過多種材料的組合，研究團隊確立了最佳化原則，為未來進一步改善電容器的能量儲存密度打下了基礎。這項研究成果將為電子設備的性能提升和耐久性強化提供重要示範，對於應用於心律調整器、雷達技術和電動車等領域的電容器設計具有重要意義。(1320字；圖1)
參考資料：Researchers increase storage, efficiency and durability of capacitors. TechXplore. 2024/04/25.
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