前瞻技術脈動：先進材料與技術（202510）

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科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2025年5月9日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202510）

自組裝的藍圖
科學家們致力於理解自然界中複雜的自組裝(self-assembly)過程，以利用分子的內在特性來創建能應用於計算機科學、材料科學、醫學診斷等領域的精密結構，推動不同領域的技術進步。由Arizona State University研究團隊發表於《Science》期刊的研究成果指出，該團隊在複製自然自組裝(self-assembly)過程方面取得了重大進展。研究團隊聚焦於合成構建一種被稱為「燒綠石」(pyrochlore)的微小自組裝晶體，具有獨特的光學特性。關鍵創新在於開發了一種新的模擬方法，能預測和引導自組裝過程，確保精確的分子排列並避免不需要的結構。研究成果有望在包括計算機科學、材料科學、醫學診斷等各個領域的應用中發揮作用，最終增進我們對奈米技術的理解和運用。
參考資料：Blueprints of self-assembly. Science Daily. 2024/05/20.

近距離感測膜使人們可透過眨眼進行溝通
由East China University of Science and Technology研究團隊發表於《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊的研究成果指出，該團隊開發了一種近距離感測膜，由三個透明層組成：頂層是四氟乙烯和六氟丙烯之共聚物(FEP)，中間是導電材料，底層是柔軟的彈性體(elastomer)基材。當任何類型的物體靠近時，它們的固有靜電荷與FEP的靜電場(electrostatic field)產生交互作用，導致電流在薄膜的導電層中流動。該技術能在2至20公分的距離範圍內，感測到玻璃、橡膠、鋁和紙等物體。在測試中，研究團隊將該薄膜裝設於一副眼鏡的一個鏡片上，結果顯示該薄膜可透過感測使用者的眨眼動作，以摩斯電碼(Morse code)進行通訊。
參考資料：Proximity-sensing film lets people communicate by blinking. New Atlas. 2024/05/22.

6G及未來演進：工程師解鎖次世代無線通訊
如何開發適用於更高頻率(例如7~24GHz的FR3頻段)的無線通訊技術，以避免訊號干擾問題。賓州大學的工程師開發了一種新型的可調式濾波器，可用於下一代無線通訊。這種濾波器是由一種特殊的材料製成，叫做「釔鐵石榴石」，這種材料的磁旋波會隨著外加的磁場而改變通過的訊號頻率。研究團隊透過改變磁場，就可讓濾波器過濾特定的頻率訊號，避免訊號間的互相干擾。這種新型濾波器體積小巧，僅需要少量的電力，可望被應用於未來的行動電話和其他無線設備，相關研究成果發表於期刊《Nature Communications》期刊中。
參考資料：To 6G and beyond: Engineers unlock the next generation of wireless communications. TechXplore. 2024/05/24.

比玻璃更透明，新材料可降低室溫並自我清潔
擁有許多玻璃表面可為房間增添亮度，但會讓過多的熱量進入，鄰居也更容易窺視。由Karlsruhe Institute of Technology研究團隊發表於《Nature Communications》期刊的研究成果指出，該團隊開發出一種名為聚合物基微光子多功能超材料(Polymer-based Micro-photonic Multi-functional Metamaterial，PMMM)的新型超材料(metamaterial)，比玻璃更透明，並提供額外的好處，如冷卻房間、提高隱私性和自我清潔功能。該材料以微型金字塔樣式形成薄膜，可散射73%的光線，使其表面呈現霜狀外觀，但同時保持95%的光透射率(light transmittance)。它透過輻射冷卻(radiative cooling)將熱量傳導到宇宙來冷卻房間，使室溫比周圍空氣低6°C。該薄膜還因其超撥水(superhydrophobic)性能而可排斥水和污垢。這些特性使PMMM適用於增強室內照明、提高溫室效率和環保建築設計。(1090字；圖1)
參考資料：More transparent than glass, new material cools rooms and self-cleans. New Atlas. 2024/05/27.

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