前瞻技術脈動：先進材料與技術(202525)

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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2025年10月31日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術(202525)

一種新型奈米塑料為永續街燈照明鋪平道路
由沙特阿拉伯的國王阿卜杜拉科技大學（KAUST）與沙特阿卜杜拉科學技術城（KACST）合作的研究顯示，奈米材料nanoPE基於聚乙烯，通過精密的奈米孔隙設計，能反射可見光並傳遞紅外線，從而提高LED照明效率、降低熱損耗，並減少LED產生的熱量對電子元件的影響，延長其壽命。該技術有助於減少全球約20%電力消耗及6%的溫室氣體排放，並預計在美國每年可減少超過100萬噸二氧化碳排放。
參考來源：A new nanoplastic paves the way for sustainable street lighting. TechXplore, 2025/3/19

科學家發現材料「加工硬化」的基本機制
研究人員直接觀察到了「加工硬化」(work hardening)的微觀機制，顯示膠體晶體比其他材料表現出更強的加工硬化潛力，同時使科學家能夠更好地理解導致硬化過程的粒子「缺陷」，結構中的缺陷（稱為位錯 dislocations）會形成缺陷網絡，從而導致加工硬化。結果表明，該過程主要受粒子和缺陷的幾何形狀控制。由於位錯缺陷相互作用和糾纏，晶體變得更堅固。加工硬化的普遍機制也適用於所有材料。軟膠體晶體可以包含非常高密度的這些缺陷，使其具有強大的硬化能力。這項研究提供了對該過程如何強化材料的更深入的理解，並可能對材料設計和製造產生廣泛的影響，其中加工硬化技術用於強化從汽車車架到架空電線的所有東西。
參考來源：Researchers observe fundamental mechanism causing material 'work hardening', NSF. 2024/12/20

性能穩定的「Hyperadaptor」合金在極端溫度下仍然堅固耐用
韓國浦項科技大學（POSTECH）研究團隊開發出一種新型合金，能在-196°C至600°C的極端溫度範圍內保持優異的強度與延展性。由金亨燮教授領導的團隊，將這項研究成果發表於《Materials Research Letters》，並已引起航空航天及汽車工業的廣泛關注。這種名為「超級適應體」(Hyperadaptor)的鎳基高熵合金，具有幾乎恆定的機械性能，得益於均勻分佈的奈米級L1₂析出物，這些微粒有效抑制變形，並使合金的內部結構在不同溫度條件下保持穩定的滑移行為。該合金在火箭與噴氣發動機、汽車排氣系統、發電廠渦輪機及管道等高溫變化劇烈的應用領域中展現出巨大的潛力，能顯著提升安全性與運行效率。
參考來源：Hyperadaptor' alloy with stable properties stands strong across extreme temperatures. TechXplore, 2025/4/16

先進微電子技術：為何下世代半導體不會發生碎裂？
最新發現的六方晶系鐵電氮化物(如ScGaN)具備能切換的正負電極化，其應用包括低功耗記憶體、聲光訊號轉換等，但反向電極化分域交界處，同極性電荷理應強烈排斥而導致材料斷裂卻未見。密西根大學團隊結合電子顯微鏡實驗與密度泛函理論計算，發現在兩個同向正極相遇處晶格微微崩塌，產生了許多「懸垂鍵」(dangling bonds)，這些斷裂鍵中的電子正好中和了過多正電荷，使材料保持完整且能在該界面形成高導電通道。此自動電荷補償機制不僅解開了鐵電切換的穩定之謎，也為未來高功率與高頻電子器件中的場效電晶體設計帶來全新方向。(1007字；圖1)
參考來源：Advanced microelectronics: Why a next-gen semiconductor doesn't fall to pieces. TechXplore, 2025/4/16

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