前瞻技術脈動：先進材料與技術(202516)

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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7月18日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術(202516)

軟金能在神經和電子裝置間建立連結
研究人員希望製造出具有良好導電性且機械性能類似於身體柔軟度的電極。由Linköping University研究團隊發表於《Small》期刊的研究成果指出，該團隊成功創造了金奈米線並開發了可與神經系統連接的柔性電極。這些電極像神經一樣柔軟且可拉伸，確保了長期的生物相容性。傳統的金屬導體堅硬，與柔軟如果凍的神經系統整合時會遇到挑戰。研究團隊透過將比人類頭髮細一千倍的金奈米線嵌入柔性矽膠中解決了該問題，這種組合產生了具有高導電性和生物相容性材料。研究團隊利用銀奈米線作為模板來培養金奈米線，然後去除銀，得到純度超過99％的金結構。初步測試結果顯示，該柔性電極既可刺激也可捕捉老鼠神經的訊號。該材料預計在體內至少能持續三年，為治療癲癇(epilepsy)、帕金森氏病、癱瘓和慢性疼痛等醫療應用帶來了光明的未來。研究團隊目前著手於改進該材料並開發出更小的電極，使其更緊密地接觸神經細胞。該研究是由Swedish Foundation for Strategic Research、Swedish Research Council和Knut and Alice Wallenberg Foundation等機構資助。
參考來源: Soft gold enables connections between nerves and electronics. Science Daily. 2024/08/06

研究人員解決了長期存在的壓電材料挑戰
由North Carolina State University研究團隊發表於《Nature Communications》期刊的研究成果指出，該團隊開發了一種突破性技術，可在室溫下恢復壓電材料的關鍵性能，這些性能對先進的超音波和聲納技術至關重要。傳統上，當這些材料性能退化時，需要拆卸設備並暴露於高溫下進行修復。然而，研究團隊的新方法可讓壓電-鐵電(piezoelectric-ferroelectric)材料中的偶極子(dipole)重新對齊，且無需高溫或拆卸設備，從而延長了這些設備的壽命和效率。透過使用交流電場，研究團隊成功在室溫下對這些材料進行去極化和重新極化，這為優化製造超音波設備所使用的材料和製程開創了新的可能性，並有望增強超音波技術的耐用性和性能，使其更高效及長期使用。
參考來源: Researchers Solve Long-Standing Piezoelectric Material Challenge. SciTechDaily. 2024/8/8

工程師受到復古玩具的啟發，製造出可調節、可變形的超材料
由University of California, Los Angeles研究團隊發表於《Materials Horizons》期刊的研究成果指出，該團隊受到復古玩具的啟發，開發出一種可調節、可變形的超材料(metamaterial)，可應用於軟體機器人、可重構結構和太空工程等領域。這些玩具通常在底部按下按鈕時會使形狀變化，而新開發的材料同樣可透過控制內部的連結繩索來改變其硬度和形狀。當繩索繃緊時，材料會變得堅硬；當放鬆時，材料會變得柔軟。研究團隊展示了這種輕量超材料的多功能性，能反覆折疊和變形，適用於需要持續運動的設計，如自動部署的軟體機器人或可調節的衝擊吸收裝置。研究成果開闢了在機器人和其他設備中嵌入機械智慧的新可能性，為未來的應用提供了廣闊的前景。
參考來源: Engineers make tunable, shape-changing metamaterial inspired by vintage toys. Science Daily. 2024/08/12

用鈣鈦礦量子線創造的全彩纖維LED為先進穿戴式顯示器鋪路
香港科技大學的研究團隊開發了一種利用鈣鈦礦量子線製作的全彩纖維發光二極體(Fi-LEDs)，這項研究發表於《Science Advances》期刊。Fi-LEDs 因其與紡織品製造的相容性和出色的發光均勻度而備受矚目，但製作過程中面臨的問題包括不均勻的塗層和複雜的電極沉積等。為解決這些問題，研究團隊使用了多孔鋁膜模板技術，透過均勻填充發光材料並結晶，成功製作出紅色、綠色和天藍色的全彩纖維，並展示了多種2D和3D結構，包括「I ♥ HKUST」的全彩光線字串和維多利亞港的夜景圖案。這項技術突破了現有的技術瓶頸，為未來穿戴式顯示技術產生了新的可能性。(1255字；圖1)
參考來源: Full-color fiber LEDs created with perovskite quantum wires pave way for advanced wearable displays. TechXplore. 2024/08/12

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