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前瞻技術脈動：先進材料與技術(202518)

關鍵字：幾丁聚醣；室溫金屬加工；石墨烯；鍺；熱發射電晶體；二維場效應電晶體；3D列印
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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8月20日
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圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術(202518)
 
靈感來自於昆蟲和螃蟹外殼的室溫金屬加工技術
由Singapore University of Technology and Design研究團隊發表於《Advanced Functional Materials》期刊的研究成果指出，該團隊開發了一種新的金屬加工技術，這種技術能在室溫下製造出高純度的金屬結構，靈感來自於螃蟹和昆蟲的外骨骼。傳統的金屬加工需要高溫和高壓，但這種新方法利用了存在於節肢動物外殼中的幾丁聚醣(chitosan)來吸引和結合金屬粒子。透過將金屬膠體(colloid)與溶解在水中的幾丁聚醣混合，然後讓水分蒸發，研究團隊創造出純度達99.5%的固態金屬結構。這些結構不僅具有良好的導電性，還可與其他生物材料如木材和纖維素(cellulose)結合。雖然該方法製造的金屬並非特別強韌，但它提供了一種製作生物可降解電子元件的方法。
參考來源:Room temperature metalworking inspired by insects and crab shells. New Atlas. 2024/08/18  

科學家發明熱發射電晶體，用於未來高性能、低功耗、多功能設備
隨著電晶體尺寸的縮小，傳統運作架構面臨挑戰，中國科學院金屬研究所的研究團隊發表了一種名為「熱載子的受激發射」的新熱載子生成機制，發展出基於石墨烯與鍺材料的新型熱發射電晶體，實現了小於1mV/dec的超低次臨界擺幅及超過100的峰-谷電流比，突破了傳統的極限瓶頸。該研究為後摩爾時代的低功耗、多功能設備開啟了先河。
參考來源:Scientists invent a hot-emitter transistor for future high-performance, low-power, multifunctional devices. TechXplore. 2024/08/22

工程師開發新型二維低功耗場效電晶體    
中國科學院上海微系統與信息技術研究所的研究團隊，與香港城市大學及復旦大學的同事合作，成功研發出一種新型的二維場效應電晶體(FET)，具備低功耗特性，可能讓智慧型手機的電池續航力更長。過去，由於材料之間的介面問題，研製超薄電晶體一直面臨挑戰。該團隊利用1.25奈米厚的單晶氧化鋁作為介電層，結合標準的製造技術，成功製作出高品質的二維FET。這項研究成果發表於《Nature》期刊，可望推動更小型化和更省電的電子裝置發展。
參考來源:Engineers develop new two-dimensional, low-power-consumption field-effect transistor. TechXplore. 2024/08/26

新的3D列印技術可快速創造獨特的物體，並減少浪費 
麻省理工學院 (MIT) 與荷蘭台夫特理工大學的研究人員開發出一種更高效的多材料 3D 列印技術，稱為「速度調控熨平技術」。該技術利用雙噴嘴系統和熱敏材料，能在一步驟中製造出具備多種顏色、質感和色調的物體，無需頻繁更換材料。透過控制第二個噴嘴的速度，該過程可精確調整材料的反應，如透明度和粗糙度。在對發泡聚合物及纖維填充材料進行測試後，證明該方法在節省時間、減少材料浪費及能耗方面，優於傳統 3D 列印技術，且具更高的精確度與效率。(893字；圖1)
參考來源:New 3D printing technique creates unique objects quickly and with less waste. MIT News. 2024/10/10

 


 

 
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