前瞻技術脈動：先進材料與技術(202622)

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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7月24日

圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術(202622)

物理學家利用H₂⁺測量質子與電子質量比，精度創歷史新高
杜塞道夫海因里希·海涅大學（Heinrich-Heine University Duesseldorf）研究團隊正在努力提高測量精確度。團隊利用量子技術——離子捕獲、雷射光譜和雷射頻率計量，來測量H₂⁺躍遷頻率，團隊開發的一種特殊的「無多普勒雷射光譜」方法，消除了多普勒效應，這種效應在先前的實驗中造成了畸變。他們還消除了外部電場和磁場引起的其他畸變效應。分子光譜學尤其適合極其精確地測定質子與電子的質量比(mp/me)。這個無量綱常數為分子振動和轉動能量中粒子質量效應設定了尺度。研究人員測定的熔點/微分常數比值的不確定度僅為26 ppt，與先前的測量結果相比，精度提高了三個數量級。這結果不僅與另一項領先技術——彭寧阱質譜法 (Penning-trap mass spectrometry)的結果一致，在精度上甚至超越了後者。
參考資料：Physicists achieve record precision in measuring proton-to-electron mass ratio with H₂⁺. Phys.org, 2025/9/9

成本最低、效率最高的碳化矽功率模組
美國國家再生能源實驗室（National Renewable Energy Laboratory）團隊開發出ULIS矽碳化物功率模組，針對傳統模組寄生電感高、結構厚重與散熱效率差的問題，採用扁平八角形設計與磁通抵消走線，並以銅貼合聚合物取代陶瓷基板，降低重量與成本，同時內建監測功能。成果顯示能量密度提升五倍、寄生電感降低七至九倍，效率與可靠性大幅改善，可廣泛應用於資料中心、電網、微反應器及高負載車輛。
參考資料：Researchers construct world's fastest, low-cost, ultraefficient silicon carbide power module. TechXplore, 2025/9/11

軟磁彈性感測器即時測量眼球運動疲勞
美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）研究團隊開發出一款新型軟性磁彈性感測器，可貼合於眼皮表面，透過監測眨眼頻率與模式，即時評估使用者的疲勞狀態。研究顯示，疲勞可能導致眨眼速率下降及規律改變，而該裝置能將細微的眼皮運動轉換為高精度電訊號，實現日常環境下的連續監測。該感測器由導電金線圈、熱塑性彈性體，以及含有微型磁性粒子的磁彈性薄膜構成，具備可伸展、自供能、無線傳輸與防水等特性。其核心技術源自研究團隊發現的「巨型磁彈性效應」，首次將過去主要存在於剛性金屬材料中的磁彈性效應導入軟性聚合物，使心跳、呼吸與眼球運動等低至10 kPa的自然生理壓力，也能觸發可偵測的磁場變化。實驗結果顯示，該裝置即使在潮濕環境中仍能維持穩定運作，並具備應用於眼動疲勞評估、心血管監測、呼吸偵測及人機介面等領域的潛力。
參考資料：Soft magnetoelastic sensor measures fatigue from eyeball movements in real-time. TechXplore, 2025/9/12

次世代奈米工程開關可大幅減少電子裝置熱能損耗
美國密西根大學（University of Michigan）研究團隊成功開發出一種「奈米工程光激子開關」。傳統電子裝置因電子流動時受電阻影響，部分能量會轉換為熱，造成效率下降與裝置發燙。研究人員則嘗試改用「激子」，由電子與電子空穴結合形成的中性粒子來取代電子。由於激子不帶電，可大幅減少能量損失。但過去要在室溫下穩定控制激子極具挑戰。團隊此次在單層二硒化鎢上，結合特殊設計的二氧化矽錐形奈米脊，藉由光與激子的強耦合效應，成功讓激子流動速度與距離提升400%，並能有效切換「開/關」狀態。實驗顯示，此元件能將能量損失降低66%，其效能已達到並超越現有最佳電子開關水準，展現激子裝置在未來超低能耗電子與光電整合領域的潛力。研究已發表於《ACS Nano》期刊。（1171字；圖1）
參考資料：Next-generation nanoengineered switches can cut heat loss in electronics. Phys.org, 2025/9/14

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