前瞻技術脈動：先進材料與技術(202612)

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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4月22日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術(202612)

問與答：受貝殼啟發的新方法，讓塑膠回收更可靠
美國喬治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)研究團隊受貝殼(珍珠母)啟發，開發出能讓回收塑膠更穩定可靠的結構材料。傳統回收塑膠因來源混雜、老化與添加物不同，性能差異大且強度不足，限制了在建材、汽車零件等高需求領域的應用。團隊將回收的高密度聚乙烯(HDPE)切片後，以「硬塑膠磚」與「柔性黏合層」的仿生分層結構重新組裝，讓材料能吸收應力並控制破裂傳播。研究人員透過建立「不確定性感知張力剪切鏈模型」來評估材料的可靠性，結果顯示最大延伸率的變異降低超過68%，性能穩定度大幅提升。該方法不僅能降低新塑膠材料成本近50%，還可減少塑膠廢棄物進入掩埋場，相關成果已發表於《Proceedings of the National Academy of Sciences》期刊。
參考資料：Q&A: Seashells inspire a better way to recycle plastic. TechXplore, 2025/8/13

利用人工聚合物奈米層提高鋅電池穩定性
韓國忠南大學（Chungnam National University）團隊設計出一種超薄選擇性離子傳輸層（SITL）——鋅鍵結聚丙烯酸（ZHP）保護層，可改善鋅離子電池擴散與電阻增加問題。該方法先以氧電漿處理鋅負極表面以增強附著力，再以低成本旋塗法沉積聚丙烯酸（PAA）薄層，並加熱形成穩定的ZHP層。此層可隔絕電解液直接接觸負極，抑制腐蝕與氫氣析出，同時導引均勻的鋅離子沉積，促進沿（002）晶面生長，抑制枝晶生成。測試顯示，Zn@ZHP對稱電池在高電流密度下穩定運行超過2200小時，全電池在1 A g⁻¹下500循環後容量保持率達95%，且袋式電池於10 mA cm⁻²下仍能穩定300循環。此技術兼具簡便、可擴展及高效，適用於大型儲能與可穿戴設備，為ZIBs商業化邁出關鍵一步。
參考資料：Improving zinc battery stability with artificial polymer nanolayers. TechXplore, 2025/8/13

新的研究成果可望提高核燃料的性能
美國能源部的太平洋西北國家實驗室（PNNL）正在進行一項新研究，旨在提高核燃料效率，進而提升核能發電的效能。研究人員開始測試11根“高燒耗”核燃料棒，這些燃料棒已在反應爐中運行6年，經歷極端條件下的高溫與輻射。這些測試將幫助科學家了解這些燃料在長期運行下的反應，並研究如何開發更高效的核燃料。該計劃的目標是通過提高現有燃料的利用效率，讓現有核電廠能夠在不建新設施的情況下，增加發電容量，進一步降低電力成本並增強核能的安全性。PNNL的獨特實驗設施能對這些燃料進行全面的後照射分析，提供對未來核能技術發展的寶貴見解。
參考資料：New research effort could boost nuclear fuel performance. TechXplore, 2025/8/14

康乃爾大學的研究人員在晶片上製造出第一個“微波大腦”
康乃爾大學（Cornell University）工程師研發出首款完全整合的「微波大腦」晶片，能以低於200毫瓦的功耗，在GHz頻率下同時處理高速數據與無線訊號。該晶片採用類比微波類神經網路架構，免去傳統數位化步驟，實現即時運算，並在雷達追蹤、訊號解碼與異常檢測中展現高效率。在位元序列識別任務中，其分類準確率達88%以上，性能媲美數位神經網路，但體積與能耗顯著降低。這種高靈敏設計也有助於無線通訊安全偵測，未來進一步降耗後，預計可應用於智慧手錶、手機等邊緣運算裝置。這項研究成果發表在《Nature Electronics》期刊。（1117字；圖1）
參考資料：Cornell researchers build first ‘microwave brain’ on a chip. ScienceDaily, 2025/8/14

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