前瞻技術脈動：先進材料與技術(202530)

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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12月10日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術(202530)

土聚合物技術將回收的玻璃和建築廢棄物轉化為耐用的綠色建築材料
傳統的波特蘭水泥是常用的土壤固化劑，但其生產過程中產生大量二氧化碳，同時，建築廢料大量堆積，處理不當將會造成資源浪費和環境污染。日本芝浦工業大學（Shibaura Institute of Technology）的研究團隊利用建築廢料中的「外牆切割粉」（Siding Cut Powder, SCP）和回收玻璃製成的「地球矽」（Earth Silica, ES），開發出一種新的地質聚合物土壤固化劑。透過將SCP置於110°C和200°C的高溫下進行熱處理，顯著提高了其反應性。這種材料不僅提升了土壤的壓縮強度，還有助於減少對傳統波特蘭水泥的依賴，從而降低碳排放。
參考資料：Geopolymer technology turns recycled glass and construction waste into a durable and green construction material. TechXplore, 2025/5/29

可擴展方法製造自我修復、可拉伸的電晶體與電路
韓國成均館大學與基礎科學研究院（IBS）的研究團隊開發出一種可擴展的製造方法，能夠生產具有自我修復能力的可拉伸電晶體和電路。這項技術模仿人體皮膚的特性，將自我修復和可拉伸的功能整合到電晶體的三個關鍵層中：絕緣層、半導體層和電極層。當這些電子元件受到損傷時，材料能自動修復，恢復其原有的功能。此外，這種製造方法具有可擴展性，能夠生產高性能的整合系統，如觸覺感測器陣列和發光顯示器，未來可應用於穿戴式裝置和植入式醫療設備。
參考資料：Scalable method creates self-healing, stretchable transistors and circuits. TechXplore, 2025/6/3

石墨烯泡沫支持實驗室培育的軟骨，用於未來骨關節炎治療
美國博伊西州立大學（Boise State University）的研究團隊開發出一種結合石墨烯泡沫（graphene foam）與電刺激的三維生物支架平台，能夠促進實驗室培養的軟骨組織生長，為退化性關節炎的治療提供新的選擇。研究團隊以石墨烯泡沫作為導電且生物相容的三維支架，並設配合可進行電刺激的生物反應器，透過電脈衝刺激細胞，顯著增強了細胞的機械性能和生長速率，提供了細胞附著與生長的理想環境，導電特性也使得電刺激能夠直接作用於細胞，進一步促進其分化與組織形成。該技術有望減少對人工關節置換的依賴，實現利用患者自身幹細胞再生健康軟骨的新療法。
參考資料：Graphene foam supports lab-grown cartilage for future osteoarthritis treatments. Phys.org, 2025/6/4

物理學家首次觀察到一種新的磁性形式
麻省理工學院（MIT）研究團隊發現一種新型磁性「p-波磁性」，對未來的“自旋電子學”記憶體裝置具有重要應用。「p-波磁性」由鐵磁性和反鐵磁性結合，在鎳碘化物（NiI2）中的電子自旋形成螺旋結構，並透過施加電場來改變自旋的方向，實現“自旋切換”。若將此技術應用於設備中將比傳統電子設備更快速、高效，且能耗更低。儘管目前需要超低溫來觀察這種現象，但未來尋找在室溫下具有相同特性的材料將是研究的重點，這可能會使p-波磁性應用於自旋電子學領域。研究成果已發表於《Nature》。（980字；圖1）
參考資料：Physicists observe a new form of magnetism for the first time. MIT News, 2025/6/5

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