前瞻技術脈動：先進材料與技術(202608)

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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 2026年3月13日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術(202608)

奈米設備利用聲音塑造光，為更好的顯示和成像鋪平道路
研究人員利用聲音操縱光，將光限制在僅納米寬的間隙中，使其能以機械方式精確控制光的顏色和強度。該裝置在薄金鏡上覆蓋2至10奈米厚的矽基彈性聚合物，並在其表面排列約100奈米的金奈米粒子，同時於薄膜側邊設置叉指換能器（IDT），以每秒近十億次的頻率發射高頻表面聲波（SAW）。這些高頻表面聲波沿著金鏡表面傳播，使奈米粒子隨聲波上下振動，並帶動下方的彈性聚合物拉伸與壓縮。當光照射進系統時，光被擠壓到金奈米粒子與金膜之間的奈米間隙中振盪。儘管間隙變化僅有數個原子寬，仍足以顯著改變光的性質。透過調制聲波改變間隙大小，研究人員即可控制各奈米粒子的共振光顏色與強度。
參考資料：Nanodevice uses sound to sculpt light, paving the way for better displays and imaging. Phys.org, 2025/7/31

柔性鈣鈦礦電池即使在高濕度下也能高效收集太陽能
韓國材料研究院（KIMS）研發出一款高耐濕且高效率的彈性鈣鈦礦太陽能電池，在高達50%相對濕度下仍能穩定運作，無需製程依賴昂貴乾燥環境。該技術利用二維鈣鈦礦材料夾層封裝光吸收層，透過分步界面工程消除缺陷並封裝，提升其耐久性與穩定性。經測試電池在2,800小時運作後保有超過85%初始效率；且經10,000次彎曲測試仍保持96%效能，展現優異的機械韌性。未來可應用於穿戴電子、可捲起太陽能模組、車載或建築整合型太陽能等領域，預期將推動薄膜可撓式太陽能產業的商業化進程。這項研究成果發表在《Chemical Engineering Journal》期刊。
參考資料：Flexible perovskite cells enable efficient solar harvesting even in high humidity. TechXplore, 2025/7/31

圓頂形氣凝膠結構為太空船應用提供了卓越的韌性和靈活性
在《科學》期刊發表的研究中，研究人員開發出一系列圓頂結構氣凝膠，共涵蓋194種材料組合，包含30多種元素，化學組成範圍廣泛，其中包括121種氧化物、38種碳化物與35種金屬。這種圓頂狀結構的設計靈感源自於機械性能卓越的生物和建築工程，採用二維通道受限化學技術，以氧化石墨烯(GO) 薄膜為起始材料製備而成。這種獨特的幾何結構具有優異的承載能力和機械穩定性，與傳統結構相比，能夠儲存更大的彈性應變能。研究人員開發出具有卓越超彈性的氣凝膠，在20,000次循環中可承受99%的應變，並且在2273 K的溫度下經100 多次循環中展現出色的抗熱衝擊性。
參考資料：Dome-shaped aerogel architecture offers superior toughness and flexibility for spacecraft applications. Phys.org, 2025/7/31

基於超音波的植入式醫療設備無線充電技術
韓國大邱慶北科學技術院(DGIST)研究團隊，開發出一種基於超音波的無線充電技術，突破植入式裝置在能源補給上的限制。該技術採用創新的「三明治式雙層壓電元件（SW-PUSH）」設計：前層負責將進入體內的超音波能量轉換為電能，後層則收集殘餘超音波進行再轉換，使總能量轉換效率較傳統設計提升逾20%。研究顯示，在30mm水中環境下，可在1小時40 分內充滿140mAh電池；以30mm厚豬皮組織進行測試，則可於1小時 20分內充滿60mAh電池，為目前同類技術中表現最優。此技術有望解決植入式裝置需透過手術更換電池的問題，具高度臨床應用潛力。研究團隊表示，未來將結合高效率半導體技術，將充電時間縮短至1小時內，推動商業化發展，並為心臟節律器與神經刺激器等醫療設備提供安全的能源解決方案。（1151字；圖1）
參考資料：Ultrasound-based wireless charging technology for implantable medical devices. TechXplore, 2025/8/4

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