2025.06 第二季奈米電子報

創新技術報導

1. 台大電紡紗人工角膜可促進角膜神經再生

臺大醫院與台灣大學團隊，運用高分子合成及加工技術，將谷胺酸製作成「電紡紗生醫支架─PBG」(PBG: poly (γ-benzyl-L-glutamate))。此支架可誘導神經延材質方向性生長，及能緩釋神經傳導物質「谷胺酸」以促進神經生長。動物實驗證實，能促進角膜神經再生。此外，於幹細胞實驗中證明有促進「視網膜神經節細胞」分化及視神經修復的潛能。此研究結果獲得2022年國家新創獎。未來可望延伸用於全身各個系統神經修復，造福更多病友。

2. 多維奈米銀鍍層導電纖維應變感測器

南台科大研究團隊將銀離子還原沉積在商用聚氨酯彈性纖維（PU，Spandex）的內部及表面，該銀離子還原溶液還內含奈米銀線，可使纖維表面吸附奈米銀線，形成多維奈米銀鍍層以顯著提升導電性能，提供優異的電訊號回饋和彎曲感測，重複拉伸可達10,000次，且具備良好的耐水性與強酸鹼耐受性。以此導電纖維製作的穿戴式感測器，如智能止血帶，獲得2023年國家新創獎及2024年未來科技獎。

奈米技術/產品

1. 宏碁發表搭載石墨烯熱介面材料的AI筆電

宏碁發布全新 Predator Triton 14 AI 筆電，為業界首款採用石墨烯導熱介面材料（Graphene TIM）輔助CPU處理器散熱的筆記型電腦，不僅提供更高的散熱效率，且熱容量與傳統導熱膏相比提升14.5%，展現更高的導熱性能，先進散熱設計可使輕薄機身在高負載遊戲運行下也能維持低溫。熱介面材料用於晶片與散熱鰭片之間，同時具有黏著及導熱功能。

2. 友達展示奈米結構AR智慧眼鏡

友達在2025年SID顯示週（Display Week 2025）展示具奈米結構的AR (Augmented Reality, 擴增實境)智慧眼鏡。友達以奈米壓印製程在鏡片表面製作SRG (Surface Relief Grating) 繞射光波導，可將虛擬影像直接投射至眼鏡鏡片，亮度均勻且清晰顯示。繞射光波導具有較廣的可視區(eye box)，但常有色散問題，需多層光波導來改善，造成鏡片厚度增加。三星及韓國浦項大學合作開發單層消色差奈米結構繞射光波導，實驗證實可投射全彩影像，具較廣的可視區(eye box)也能增加視覺亮度及色彩均勻度，此研究結果發表於2025年四月Nature Nanotechnology。

3. 三星展示高亮度電致發光量子點顯示器

三星在2025年 SID顯示週（Display Week 2025）展示亮度可達400 nits、解析度264 PPI的EL-QD(EL，electroluminescence) 電致發光量子點顯示器，該顯示器突破藍光量子點的壽命和非鎘量子點的耐用性的問題，製作RGB三原色的量子點發光二極體像素。 目前市場上量子點顯示器有兩種，一是目前電視螢幕主流的量子點LED背光源(QLED)液晶顯示器、二是三星以藍色OLED為光源，激發紅、綠兩種量子點像素形成RGB三原色的QD-OLED顯示器，QD-OLED應用於大尺寸電視，被視為LG OLED電視 (白光OLED 搭配RGB彩色濾光片)的競爭者。

4. 飛利浦發表搭載石墨烯驅動元件的降噪耳機

飛利浦發表搭載石墨烯驅動元件的降噪耳機H8000E，該耳機的驅動元件內的振動膜具石墨烯塗層，可有效降低失真，提升音質解析度及空間感。目前石墨烯振動膜有使用石墨烯膜片、石墨烯高分子複材、及高分子表面石墨烯塗層等方式，此類耳機多定位為高階產品，LG 及羅技都已推出石墨烯耳機產品，但H8000E屬中階產品，預計能擴展石墨烯於耳機市場的使用。

5. 倫敦市場開始使用石墨烯強化可分解塑膠袋

倫敦Billingsgate市場內的海鮮商S. & A. Hart開始使用Toraphene公司製造的石墨烯強化可分解塑膠袋。海鮮的硬鰭或尖刺會刺破塑膠袋，含水量大也會造成袋子無法承重而滲漏，消費者通常需使用兩層塑膠袋，S. & A. Hart一年塑膠袋用量達50000個。Toraphene公司添加石墨烯於PLA及澱粉等生質材料，製成可分解及可堆肥的塑膠袋，強度比其他生質塑膠高48%、不易破損滲漏，可減少塑膠袋用量。

電池應用

1. BMW進行全固態鋰電池電動車的道路測試

BMW 豪華旗艦電動車i7 搭載美國Solid Power 公司的全固態鋰電池正在德國慕尼黑進行道路測試，該全固態鋰電池是以硫化物電解質取代液態電解質和高分子隔離膜來提升電池安全性。Solid Power 的全固態鋰電池使用矽或鋰金屬作為負極，NMC(鎳錳鈷)為正極，電池容量分別可達390、440 Wh/Kg。

2. 東芝開始提供鈦酸鈮(NTO)負極鋰電池SCiBTM Nb樣品

東芝SCiB TM 是以鈦酸鋰為負極的鋰電池，優點為快速充電及壽命長，可在6分鐘內充電80%，充電次數可達20000次，但電池容量尚不及碳負極。東芝與双日、巴西鈮生產商CBMM合作開發鈦酸鈮負極鋰電池SCiB TM  Nb，鈦酸鈮的理論體積電池容量為鈦酸鋰三倍，目前搭配磷酸鋰鐵正極的體積電池容量已可與碳負極鋰電池相當，10分鐘內充電80%，充電次數可達15000次，適用於電動巴士、卡車及其他交通工具。東芝除了可提供電池容量50 Ah 的SCiB TM  Nb鋰電池樣品，也正在巴西CBMM廠區進行電動巴士道路測試。

生醫/農業應用

1. 奈米金可幫助視網膜病變患者

布朗大學研究團隊在玻璃體內注射具表面修飾抗體的金奈米柱，再照射近紅外光雷射使金奈米柱發生電漿共振而產生熱能。熱能可以活化視網膜的雙極細胞，產生視覺神經訊號給予腦部。小鼠實驗發現此方法可刺激誘發了大腦視覺皮層的電波反應，且未引起全身性毒性或顯著的視網膜損傷。黃斑部或視網膜色素病變會影響視網膜內的感光細胞，而雙極細胞是負責接收感光細胞訊號並傳送至大腦，此研究是跳過感光細胞，直接刺激雙極細胞以恢復視覺。

2. 奈米生物農藥能降低農藥使用量

印度布德萬大學研究團隊以聖羅勒葉萃取液還原硝酸銀得到含有奈米銀粒子(粒徑20 nm) 與聖羅勒葉萃取液的奈米生物農藥，聖羅勒葉內含丁香酚，已被證實具有抗菌和殺蟲功效。實驗證實含奈米銀的生物農藥對黃麻毛蟲的半致死濃度(LC 50 )為93.21 ppm (24小時)、23.38 ppm (48小時)和5.96 ppm (72小時)，明顯低於聖羅勒葉萃取液的1590.74 ppm (24小時)、459.30 ppm(48小時) 和102.68 ppm (72小時)。此研究顯示聖羅勒葉中的生物活性物質與奈米銀的協同作用可提升生物農藥的效能，未來將可減少使用毒性較高的傳統殺蟲劑。

奈米法規

1. EUON發表加強奈米材料應用於食品及飼料監管的意見書

EUON (European Union Observatory for Nanomaterials)發表“A Qualification System to Accelerate Development and Regulatory Implementation of New Approach Methodologies (NAMs)”的意見書，此份報告針對歐洲食品安全局(EFSA)對奈米材料應用於食品及飼料的風險監管提出意見，建議建立新方法論進行奈米材料物理化學特性檢測、奈米材料在生物體液的特性檢測及毒性篩選。

2025.03 第一季奈米電子報

產品快訊

1. 具自修復性生物混凝土

中正大學地環系教授陳建易團隊利用微生物誘導碳酸鈣沉澱（Microbial-Induced Calcium Carbonate Precipitation, MICP）技術，提升混凝土的性能與耐久性。通過 MICP 自然過程，此生物混凝土(建築大師)生成奈米和微米級的碳酸鈣顆粒，這些顆粒有效地填補混凝土中的微裂縫，防止水分滲透並顯著增強材料的強度，具自動修補裂縫有效抑制壁癌與表面髒污，且隨著時間的推移提高其抗壓能力。此外，建築大師還增強了混凝土與鋼筋之間的粘結力，提升了建築物的整體結構強度。該項技術並獲國科會2024淨零科技領域的「未來科技獎」及第21屆國家新創獎。

2. 降溫15℃的節能隔熱保溫塗料系統

工研院材化所開發「新型高日光反射隔熱保溫塗料系統」，具備高耐候日光反射率與低熱傳導特性。高日光反射隔熱塗料能有效阻擋 90% 的太陽熱能，水性氣凝膠保溫塗料的熱傳導係數小於0.06 W/m-K，拉伸率可達200%，最高工作溫度可達180℃。該塗料系統可應用於常溫和高溫(≦180℃)系統，常溫下可使建築表面、石化桶槽管線及能源設備等表面溫度降低5~15℃，進而減少10%的空調能耗與能源損耗，達到節能減碳的效果，為永續環保提供創新解決方案。

3. 可重複使用的奈米孔洞超濾膜材淨水設備

工研院材化所開發具有去除塑膠微粒、泥沙、大腸桿菌，及可保留礦物質等級的奈米孔洞超濾膜材淨水設備。此淨水設備水通量大於300LMH能在低壓環境下有效產水，可提供社區、家庭與廚房等不同功能需求搭配使用。這種淨水設備的膜片易清洗、無須更換、可重複使用，取代目前市面上一次性使用的濾芯耗材，實現循環經濟及環保節能的新一代淨水設備。

2025日本奈米展報導

1. 超穎結構電磁波控制材料

凸版印刷(Toppan) 展出兩款5G 毫米波的電磁波控制(EMC)材料，一個是以超穎表面、介電材料及反射層製作的電磁波吸收薄膜，薄膜在28、39 GHz的吸收量可大於10 dB；另一個是具超穎表面(metasurface)的電磁波反射板，可將電磁波的鏡像反射調整成往反射板的法線方向反射，減少毫米波通訊在室內的傳輸死角。

2. 石墨烯5G雜訊抑制材料

日本電磁材料研究所(DENJIKEN)展出以石墨烯製作的5G 雜訊抑制薄膜，可應用於毫米波通訊。在高頻28 GHz的訊號衰減率達48 dB，6 GHz以下3.7 GHz訊號衰減率達5.1 dB，優於其他材料。石墨烯雜訊抑制材料具輕量的優勢，可用於5G非地面網路通信，如高空平台基地台(HAPS)。

3. 低損耗6G通信材料

產總研(AIST)開發6G材料，包含多孔低介電、低損耗基板材料，使用負導磁材料來降低導電線路的skin effect，開發鈦酸鋇nanocube製作超穎表面( metasurface )以控制高頻電磁波反射角度，提高傳輸效能。

4. 多孔聚醯亞胺膜

東京應化(TOK)開發多孔PI (polyimide)膜，孔洞大小20 nm ~1 µm，孔隙率60%~80%，膜厚25、40 µm。此PI膜在10 GHz的介電常數(Dk)小於1.6、損耗係數(Df)小於0.008。

5. 全固態鋰電池電解質

產總研(AIST)開發氧化物全固態鋰電池相關技術，以(Li, Na) 3x La 2/3-x TiO 3 作為固態電解質，藉由合成不同形狀奈米粒子探討對導電度的影響。其中奈米板經1000℃、2小時熱壓形成具{100}晶格方向的固態電解質有最佳導電度(1.63 x 10 -6  S/cm)。

6. 鈣鈦礦太陽能電池油墨

加拿大Solaires 展出鈣鈦礦油墨，應用於製作鈣鈦礦太陽能電池。此油墨可在大氣、常溫環境保存使用，在高極性溶劑如NMP、DMF的保存期限可達60天，轉換效率可達20%。

7. CNT應用於PP回收塑料

CARBON FLY 公司添加0.1wt% 奈米碳管於PP回收料，可使PP回收再製的機械性質與PP原始性質相近，提升PP回收再生的應用。實驗證實拉伸強度可提高63%、伸長率可提升358%至55%，與PP原始伸長率42%相近。

8. 海水廢液固碳製造碳酸鈣

日本海水/北里大学/東京大学/出光興産合作以生產氫氧化鎂製程的海水廢液來進行固碳，此海水廢液含有高濃度鈣離子，可與二氧化碳反應產生碳酸鈣。碳酸鈣的純度可達97%、粒徑30 µm、方解石晶體結構。目前進行單一批次生產公斤級的碳酸鈣的測試，生產一公斤碳酸鈣可固定0.4公斤的二氧化碳。

9. 輪胎回收分解成原料並再製

普利司通(Bridgestone)與新日本石油(ENEOS)合作將回收輪胎分解回收丁二烯(butadiene)、異戊二烯(isoprene)、碳黑等，再重製成新輪胎。回收輪胎將以精密熱分解(油化)回收丁二烯及碳黑，以低溫熱分解保留橡膠的基本化學結構來回收異戊二烯及碳黑。

10. 海洋廢棄物製造奈米甲殼素可提升包裝材特性

加拿大Neptune Nanotechnology以海洋廢棄物製造甲殼素奈米晶粒，該晶粒寬約20 nm、長度200~500nm。添加1.4%甲殼素奈米晶粒於紙類包裝材可大幅提升機械強度如楊氏係數、拉伸強度等，還具有阻燃效果。添加1%於塑膠包裝材如PE、PP，除了提升機械強度外，還可減少50%的氧氣(OTR)及水氣穿透度(WVTR)。

11. 透明折射率調控奈米粒子

Admatechs展出可調控折射率與高分子樹脂相近的奈米粒子ADMARAISIN，該粒子以SiO 2 為核心，外層覆以氧化鋁、氧化鋯、或二氧化鈦等高折射率材料的複合粒子。相較於二氧化矽粒子尺寸必須小於100nm才具透明性，ADMARAISIN粒子尺寸較大(0.3~3 µm)，但仍具有高透明性。目前ADMARAISIN折射率可達1.6。

12. 奈米孔洞壓克力發泡材料

JSP株式會社展示超細孔發泡壓克力材料SUMFOAM，該發泡材料內孔徑小於100 nm，孔隙度達85%，屬開孔結構，即使粉碎後仍含有數百萬孔洞。此材料可添加於塗料作為消光、隔熱，或是做encapsulation用於緩釋香料等化學物質。該發泡材料技術源自於德國SUMTEQ公司。

13. 奈米鑽石可提升研磨劑及Hard coat 效能

韓國SW Chemicals 展示奈米鑽石及應用，奈米鑽石粒徑約2~10 nm，拉曼光譜的石墨及鑽石碳結構訊號比可達1:1。該公司可提供粉體、表面官能基化粉體及分散液(親水及疏水溶劑)。將表面官能基化的奈米鑽石應用於研磨劑，60分鐘後被研磨表面粗糙度Ra可降至25 nm，而一般鑽石研磨只有100 nm。應用於Hard coat，可提高硬度至5H，水接觸角提高至146°。

14. 可調控螢光波長的矽量子點

Applied Quantum Materials 展出矽量子點，粒徑3~9 nm，螢光波長可從600 nm 調控至1015 nm，量子效率65%。該量子點表面以十二烷基進行表面修飾，可分散於甲苯、二氯甲烷等溶劑，應用於LED、太陽能電池等。

15. AI可協助製程及材料最佳化設計

AIZOTH展示MultiSigma雲端AI軟體平台，可將實驗數據進行分類、迴歸分析進行預測、要因分析決定各參數的影響、進行多重因子與目標的最佳化、或是整個製程鏈的要因與結果分析等。MultiSigma可經由深度學習及貝氏分析進行預測，也可經由基因演算法進行多重因子與目標的最佳化。應用實例包括太陽能材料的能帶間隙與形成能的最佳設計、微機電感測器的製程參數最佳化、阿茲海默藥物開發等。

16. AI可依使用者資料建立預測模型

SCSK公司是AI軟體開發商Citrine Informatics於日本的經銷商，展示該公司開發的Citrine Platform 雲端軟體平台。使用者將數據上傳後，AI會建立模型來預測材料性能，經過使用者設定實驗條件範圍後，AI會產出實驗建議，使用者可再將此建議的實驗數據上傳，重複訓練AI建立出準確的模型。。

17. AI從文獻分析關鍵因子並建立模型

QUNASYS開發一系列軟體，目標是整合實驗、理論、數據、計算四類化學材料研究領域來支援廠商進行材料開發。功能包含從文獻、專利中擷取影響材料或製程的關鍵因子、以最少的實驗數據建立模型、最後提供方法或策略建議。以原子層積(ALD)製作氧化鋁絕緣層為例，從資料庫擷取分析發現沉積覆蓋率與反應物的分壓及吸附平衡常數有關，以此建立數值模型與實驗結果比對修正，即可獲得ALD製程最佳化的製程參數建議。

2024.12 第四季奈米電子報

淨零碳排

1. 工研院IEK整理2024亞洲石化會議於減碳永續的重點趨勢

2024年於韓國首爾舉行的亞洲石化會議，全球石化產業在減碳、永續領域中，已開始將減碳的代價以經濟方式呈現。S&P Global公司以製程經濟分析(PEP)計算了年產100萬噸乙烯並具備生產PE、PP、苯和丁二烯等衍生物的裂煉工廠，稅前利潤減少超過50億美元，生產出來的“低碳”塑膠產品價格將增加約~130美元/噸。如以LDPE現今均價60 NT/Kg來計算，需增加4 NT/Kg的減碳支出，相當於增加原有售價的7%。IEK認為台灣石化產業可能將因脫碳而付出產值的一成作為代價，減碳對產業的經濟衝擊需要政府以政策工具減緩，需要政府政策驅動的碳信用額度和綠色產品溢價來抵消稅前利潤的下降。

2. 工研院IEK分析低碳排放氫氣未來市場趨勢

2022年全球99%氫氣的生產與93%氫氣的使用都維繫於化學廠商身上，化學產業廠商對於全球氫氣市場擁有絕對的主導權。2022年全球氫氣產量近9,500萬公噸，其中低排放氫氣的產量不到100萬公噸(佔全球產量的 0.7%)。但至2030年，低碳排放氫氣的年產能將可達到3,800萬公噸，其中2,700萬公噸是由電解和低碳排放電力所生產，1,000萬公噸基於化石燃料以及碳捕獲、利用和儲存而來，低碳電力電解產氫應是未來國際主要的低排放氫氣生產主流方式。

3. Graphjet Technology用農業廢棄物製造石墨

馬來西亞Graphjet Technology宣布將建造以棕櫚仁殼為原料，可年生產3,000 噸電池等級石墨的工廠，預估一年回收使用9,000噸的棕櫚仁殼。Graphjet Technology是將棕櫚仁殼與瀝青、輪胎油混合，經發酵及熱裂解後產生石墨或石墨烯。製造一公斤的石墨的碳排僅2.95公斤，相較於一般製程，成本減少80%。

電池應用

1. 奈米碳管可保護鋰電池的集電鋁箔

中鋼鋁業與泛亞應用科技合作開發塗佈奈米碳管、應用於鋰電池的鋁箔產品CCAF，可防止鋁箔被鋰電池內電解液腐蝕，並於10月在底特律電池展發表最新測試結果。對於鋰電池電解質LiFSI (雙氟磺酼亞胺鋰)， 電化學腐蝕測試及SEM檢測均顯示奈米碳管表面處理的鋁箔不易被電解質腐蝕，可提高電池壽命。奈米碳管還可降低鋁箔與電極材料的介面電阻，有利於快速充電及提高電池壽命。實驗證實可將磷酸鋰鐵電池能量密度從625 Wh/L 提升到700 Wh/L，鈉電池的壽命也提升20%。

2. Honda 展示全固態鋰電池生產線

日本Honda 汽車於佐昌市建立27,400平方公尺的全固態鋰電池生產線，除了電極材料配置、塗布、 壓合成電極，還包括電池芯及模組組裝。Honda 的全固態電池使採用捲對捲滾壓製程，可提高固態電解質在電池內的緻密度。Honda 極力改善滾壓製程，解決電極與固態電解質介面接合緻密度的問題，以達到可連續生產、提升生產速率、降低成本的效益。Honda 預計2025年產線開始生產全固態鋰電池。

3. LG化學開發抑制鋰電池熱失控的導電材料

韓國LG化學與浦項工科大學合作開發一款會隨溫度上升降低導電度的材料，防止鋰電池熱失控。此材料由PF6+ 摻雜polythiophene的導電高分子與碳黑粒子組成，將此材料塗電池塗佈鋁箔與正極材料之間，當溫度上升時，摻雜離子PF6+會快速移出造成電阻上升，讓鋰電池形成斷路，溫度就不會失控。此材料製作的鈷酸鋰電池可100%通過針刺測試，若無此材料，則僅有16%通過測試。添加此材料至電動車用的三元NCM(鎳鈷錳)鋰電池，10 Kg 墜落測試僅30%的電池會出現數秒內自熄的火焰，其餘則無任何火焰產生；若無此材料則100%電池的會起火燃燒。

奈米材料/產品

1. 奈米金屬塗層材料榮獲德國慕尼黑體育用品展的最佳產品獎

美國史丹佛大學的新創公司 LifeLabs，憑藉其 AI-CLO 系列的 WarmLife® 美麗諾羊毛保暖填充材料，榮獲德國慕尼黑秋冬體育用品展「Membranes 及 Coatings」領域的最佳產品獎。該布料是以極薄的奈米鋁塗層來反射人體溫度產生的紅外線，可減少30%保暖材料的使用，達到輕量保暖的產品特性。該公司另有CoolLife 以透明導熱塗層幫助人體散熱，與WarmLife 搭配可製作適用於–65°C至45°C環境的布料。

2. 韓國新創公司試量產氮化硼奈米管

Naieel Technology開發氮化硼奈米管量產技術，氮化硼奈米管製造通常需高耗能的高溫製程，但Naieel Technology 開發低耗能熱化學製程，目前可以24小時、七天連續生產，小型試量產設備一年可生產數噸氮化硼奈米管。生產的氮化硼奈米管直徑30~50 nm、長度5~10 µm。氮化硼具高導熱係數、電絕緣性、高機械強度及化學安定性，被視為解決先進半導體散熱的熱門材料。

3. 石墨烯應用於氫氣高壓儲存容器

瑞典新創公司Graphmatech添加石墨烯於聚醯胺(polyamide)製作成第四類高壓氣瓶，可降低氫氣的滲透率(permeation)。此石墨烯與polyamide的複材產品Aros PA6 可降低83%氫氣的滲漏、提高拉伸模數(tensile modulus) 98%、最大抗拉強度(ultimate strength) 38%，但仍能以吹氣成型(Blow Molding)方式製作氣瓶；Aros PA11則可降低68%氫氣的滲漏。第四類高壓氣瓶係指塑料氣瓶，外部以纖維複材(玻纖或碳纖)全部纏繞包覆。

4. 奈米纖維貼布能有效治療乾癬

丹麥哥本哈根大學的研究團隊使用電紡方式將含有治療乾癬藥劑的PCL (polycaprolactone) 溶液製作成奈米纖維貼布，可減少用藥次數到一天一次。將含有水楊酸、皮質類固醇(氫化可的松)的PCL溶液分別在基材上堆疊成含藥劑纖維的乾式貼布，其中水楊酸釋放速率快於類固醇，才能先將感染死亡細胞先移除，再以類固醇消炎，實驗證實纖維貼布內消炎類固醇滲透皮膚的深度及藥量優於一般乳膏。

奈米規範

1. EUON發表奈米材料應用於農業的研究報告

European Union Observatory for Nanomaterials (EUON)發表奈米材料應用於殺生物(biocidal)、植物保護、肥料等農業應用的評估報告。此報告彙集近十年的文獻，評估奈米材料在農業應用的市場定位、效益、安全等問題。報告結論提到奈米材料對農業確有助益，且應朝向永續農業應用上發展，但目前歐盟法規如植物保護產品法規(Regulation 1107/2009 )、 肥料法規( Regulation 2019/1009 )並未如殺生物產品法規(Regulation 528/2012 )具有管理奈米材料相關條文。建議應修改上述法規、建立奈米材料的使用方法、奈米材料應用於農業的資料庫、及製造商的通報系統。

2. 歐盟食品管理局發表兩份奈米材料應用的研究報告

歐盟食品管理局(EFSA)發表兩篇奈米材料應用於食物及飼料風險評估的研究報告。「Review of New Approach Methodologies for Application in Risk Assessment of Nanoparticles in the Food and Feed Sector: Status and Challenges」報告整理最新的奈米材料風險評估方法，適用於EFSA奈米材料風險評估指引中判定是否需進行，或需進行那些風險評估項目。「Proposal for a qualification system for New Approach Methodologies (NAMs) in the food and feed sector: example of implementation for nanomaterial risk assessment」報告提出風險評估的實施流程、評估標準、測試方法等，以加速奈米材料通過法規審查及應用。以上兩份報告是用於更新資訊及提供EFSA有關奈米材料風險評估指引的修正建議。

2024.09 第三季奈米電子報

奈米技術/產品

1. 奈米纖維可過濾去除水中全氟烷基化合物(PFAS)

全氟烷基化合物屬於內分泌干擾物質，美國地質調查局2023年對美國700多處自來水抽樣，發現有45%的樣本中含有 PFAS。美國環保署已於2024年四月發布新的飲用水PFAS限制濃度，要求PFOA、PFOS的濃度降至4 ppt，PFNA、PfHxS、HFPO等3種PFAS總和不得超過10 ppt。美國麻省理工學院利用纖維素奈米晶粒作為模版，讓絲線蛋白質(silk fibroin protein)自組裝成為奈米纖維，再藉由調控纖維素奈米晶粒的電荷來有效過濾水中PFAS 或金屬，含有正電荷的纖維素奈米晶粒的奈米纖維可吸附PFAS，負電荷則可吸附金屬離子。

2. 日產汽車展示散熱塗料的實車驗證結果

日產汽車與Radi-Cool 公司合作，將其散熱塗料應用於汽車烤漆。該塗料內含兩種材料粒子，一種反射太陽的紅外光，另一種則可將熱轉為電磁波達到輻射散熱的效果。此塗料應用於東京羽田機場地勤的日產NV100車系，可降低車表溫度12℃及車內溫度5℃。經過鹽霧1000小時、氙弧燈4200小時的耐候測試，此塗料仍能維持原有降溫效果。但此散熱塗料的有效膜厚(120 µm)是一般車用烤漆的六倍，在不影響散熱性能的條件下，日產將持續降低膜厚以符合車用需求。

3. 日本新創公司開發可降低室內溫度的透明薄膜

源自於京都大學的新創公司OPTMASS 開發可吸收紅外線(波長大於800 nm)的奈米粒子(ITO nanocrystal)，將奈米粒子與樹脂混合製成薄膜貼附於窗戶玻璃，可使室內溫度降低5℃，且透光度佳。OPTMASS 正將此透明薄膜在大阪南海電氣鐵路大樓進行實測驗證。

4. 日本旭化成開發奈米纖維強化的3D列印樹脂

旭化成(Asahi Kasei)將於2024年10 月Fakuma 歐洲國際塑膠展發表多項回收及生質塑膠技術，包括以纖維素奈米纖維(CNF)強化的聚醯胺(PA)樹脂。CNF除了可提升樹脂的拉伸強度及形變量，還可提高樹脂的觸變性，應用於3D列印能提升尺寸精確度及表面平整性。相較於玻纖，CNF還使3D 列印成品更容易回收再利用。

5. 石墨烯添加劑提升塗料的防蝕耐用性

巴西石墨烯製造商Gerdau Graphene 發表應用於溶劑型防蝕塗料的石墨烯添加劑NanoCORR Shield，經鹽霧實驗證實可提升塗料防蝕性30~70%。石墨烯的片狀結構除能提升塗料的阻氣、阻水性能，還可增強塗料機械性質。Gerdau Graphene 提供多種塗料添加劑，如應用於水性防蝕塗料的G2D NanoCORR、提升水性塗料耐刷洗性的G2D NanoLAV W107、提升水性地板塗料耐用性達33%的G2D NanoDUR W102等。

6. 石墨烯應用於碳纖釣竿

美國釣竿製造公司St. Croix Fly將表面官能基化的石墨烯添加於碳纖複材，製作飛繩釣的釣竿。此種釣竿需質輕、不易產生扭轉、和快速回復形狀。St. Croix Fly 2023年發表添加石墨烯的飛繩釣竿產品EVO，2024年再發表應用於鱒魚釣的高階產品Technica。石墨烯能提升釣桿形變回覆率達20%，形成更穩定的釣繩迴圈及提高釣繩線速。

淨零碳排

1. 芬蘭廠商建造歐洲最大甲烷分解廠

芬蘭新創公司Hycamite TCD Technologies在科科拉(Kokkola)甲烷分解工廠是以該公司專利的觸媒技術，熱裂解甲烷產生氫氣及碳，並將碳封存在固體中，避免氧化，可進一步製成石墨等高價值碳材。此製程耗能是電解產氫的13%，生成一公斤的氫氣僅需6 ~10 kWh。該工廠規劃一年產氫量可達2000噸，產碳量可達6000噸，技術源自於芬蘭奧盧大學(University of Oulu)。

2. 三菱化學將報廢輪胎製成碳黑

三菱化學利用位於日本香川工廠的焦煤爐將報廢輪胎製成再生碳黑，並將此碳黑添加於輪胎。碳黑是輪胎的重要原料，可強化橡膠的機械性質，實驗測試添加此再生碳黑的輪胎性能，發現與添加一般工業用碳黑的輪胎並無差異。再生碳黑應用於新輪胎將有助於輪胎的封閉循環回收(closed-loop recycling)，三菱計畫2026年量產銷售。

3. 石墨烯可降低砂漿的碳排

加拿大的石墨烯製造商HydroGraph Clean Power Inc將少量(≦0.04%)石墨烯添加至水泥，可提高水泥初始硬化的抗壓強度70%、28天後硬化的抗壓強度15%，同時可降低水泥的孔隙度及孔隙大小，提升水泥的耐用性及壽命。根據計算，以此水泥製成砂漿可減少碳排達15%。

電池應用

1. 歐洲SOLiDIFY展示高能量密度的全固態鋰電池

捷克GrapheneUP 公司開發含石墨烯的熱可塑塑膠母粒，實驗證實僅需添加少量石墨烯就可改善熱塑性塑膠的機械及耐熱性質。例如添加0.5% 石墨烯含量的聚乙烯母粒於高密度聚乙烯(HDPE)，僅需0.006~0.008% 石墨烯含量就可提升高密度聚乙烯的拉伸強度50%、耐衝擊強度30%。添加0.5% 石墨烯含量的聚丙烯母粒於聚丙烯，0.02% 石墨烯含量就可提升聚丙烯的熱變形溫度達20℃。目前除了含石墨烯的聚乙烯、聚丙烯母粒外，該公司還提供含石墨烯的尼龍(PA6、PA66等)母粒。

2. 日本湯淺電池開發無石墨的鋰電池

日本湯淺電池以矽取代石墨作為鋰電池的負極，藉由黏合劑(binder)抑制矽的析出，及改善電解質材料來降低充放電過程造成鋰的損耗及氣體的產生，解決矽負極的膨脹劣化。目前已展示400 Wh/Kg 矽負極鋰電池原型產品，充放電200次可維持90%能量密度，即使300次充放電仍可維持80%能量密度。湯淺計畫先應用於船舶及飛機，待充放電壽命達1000次，再推廣至汽車。

3. OneD Battery Sciences開始試量產矽負極材料

美國電池材料開發公司OneD Battery Sciences是以CVD製程直接於石墨粒子的孔洞內成長奈米矽線作為鋰電池負極材料(SINANODE)，目前已在美國華盛頓州建造可年生產100噸SINANODE負極材料的試量產工廠，預計可供1萬個電池組使用。2022年通用汽車宣布將SINANODE負極材料應用於通用汽車的Ultium電池。

4. 硫化物電解質薄片可提升全固態鋰電池能量密度

美國橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory）的研究人員使用分子量較高的聚異丁烯(polyisobutylene)作為黏合劑(binder)，與硫化物固態電解質粉體(鋰硫化合物)混合製成片材，厚度30 µm可使鋰電池能量密度倍增至500 Wh/Kg。相較於高分子固態電解質，硫化物固態電解質有較高的離子傳導度，但高分子黏合劑會降低傳導度。使用高分子量的黏合劑可降低製成片材所需的黏合劑含量，儘管可能提高界面電阻，但選擇適當分子量的高分子黏合劑仍可提升多次充放電的電池容量維持率。

奈米法規

1. 美國環保署提出石墨烯的重大新用途規定(SNUR)

美國環保署(EPA)提出將石墨烯應用於塗料添加劑列為重大新用途。EPA根據石墨烯可能的危害風險，提出多項使用、個人防護及環境保護的規定。美國TSCA法規規定凡符合重大新用途規定的化學物質及其用途，須在使用前90天提出申請EPA核准。此次提出的規定將徵詢公眾意見至2024年9月19日。2015年美國環保署已公告石墨烯 (1~10層，平面尺寸小於2 µm )應用於印刷電子、太陽能、功能性複材的重大新用途規定。

2024.06 第二季奈米電子報

奈米技術/產品

1. 矽光顧問公司開發優越性能的脫層矽片/尼龍6母粒

矽光顧問公司林江珍教授和工研院合作開發的脫層矽片/尼龍6(SP-PAˊ6)母粒，具有比尼龍66(PA66)相當或更優越的性能。矽光顧問將尼龍6(PA6)以混練的方式加入完全脫層的矽片(SP)，可使尼龍6的彎曲模數，拉伸強度，尺寸安定，熱變形溫度(HDT)，熱膨脹係數(CTE)，流動指數(MI)及阻燃等性能相當，甚至於超越尼龍66，可取代尼龍66在市場的應用。如尼龍6束帶製品，其拉伸強度，彎曲強度等物性均不亞於尼龍66，甚至由於它有較高的冷卻結晶溫度和更好耐熱性質，可以縮短製造束帶所需的脫模時間。價格上則遠勝於傳統使用尼龍66的束帶。矽片/尼龍6母粒也可取代部分有機磷阻燃劑，具有防止滴垂，阻斷熱擴散，防止火焰蔓延及降低成本等功效，甚至可達到 UL94V0 的阻燃水準。矽光顧問公司目前已完成SP-PA6(3.0%), SP-PA6 (30%), SP-ZnO-PA6 (3.0%), SP-AgNP-PA6(3.0%)等母粒生產，提供業界使用。

2. 奈米孔洞纖維獲頒Techtextil紡織展創新獎

德國法蘭克福Techtextil產業用紡織品展為全球規模最大的產業用紡織品展，新創公司SA-Dynamics的氣凝膠纖維獲頒2024年創新獎。SA-Dynamics氣凝膠纖維是生質材料以氣凝膠方式讓纖維內部充滿奈米孔洞，纖維內含空氣量可達90%，應用於隔熱、輕量化及抗衝擊織品。SA-Dynamic 是從德國研究機構Institut für Textiltechnik (ITA)及亞琛工業大學 (RWTH Aachen University)技轉衍生的新創公司。

3. 抗菌材料獲頒Techtextil紡織展創新獎

德國法蘭克福Techtextil產業用紡織品展為全球規模最大的產業用紡織品展，賀利氏(Heraeus)的抗菌材料AGXX獲頒2024年創新獎。AGXX以銀釕合金粒子產生活性氧物質( reactive oxygen species, ROS)來殺死或抑制細菌、真菌及病毒，不會釋出銀離子或其它金屬離子，依據歐盟BPR(Biocide Product Regulation)法規屬可產生活性自由基的物質。但因製造商已依 BPR 第95 條列為供應商，所以AGXX目前可在歐盟使用直到BPR審查結果公告（BPR 第93 條）。

4. Hyundai奈米薄膜可有效降低車內溫度

現代汽車(Hyundai Motor) 發表Nano cooling film 在巴基斯坦拉哈爾省進行的70輛實車測試結果。拉哈爾省夏季白天氣溫高達50℃，相較於一般深色隔熱紙，Nano cooling film 可使白天駕駛座的溫度下降近10℃，更讓crash pad 位置的溫度下降15℃。Nano cooling film 是2023年現代汽車發表奈米技術應用於汽車的產品之一，它由三層奈米薄膜組成，內二層為反射近紅外線(Near-IR)，最外一層為中紅外線(Mid-IR)輻射散熱，具高透明及隔熱效果。

5. 高耐用抗菌透明玻璃

西班牙研究機構ICFO(The Institute of Photonic Sciences)與康寧合作開發奈米銅抗菌玻璃，藉由玻璃上銅薄膜(厚度3.5 nm)在高溫下的dewetting現象，可在玻璃上形成具抗菌能力的奈米銅粒子，然後再沉積SiO2作為保護層。抗菌玻璃的可見光穿透度在70~80%，可在2小時內能殺死99.9%金黃葡萄球菌，且經由溶劑擦拭(IPA 1200次、Lysol® 730次)，仍能維持抗菌力及光穿透度。未來將可應用於觸控面板，特別是公共區域的觸控螢幕。康寧另一款含氧化銅的抗菌粒子Guardiant®，塗料大廠PPG已應用於旗下的抗菌塗料COPPER ARMOR，並於2021年獲得美國EPA註冊。

6. 澳洲帆船奧運代表隊採用石墨烯運動服

澳洲水上運動服公司Zhik 發表含石墨烯纖維製作的兩款帆船運動服，Superwarm X 和Microfleece X。這兩款運動服的石墨烯纖維可以將20%以上人體散發的熱能經由熱輻射再回到人體，可讓水上運動員長時間保暖，且淋濕的衣服及身體也能更快乾燥，在比賽過程能幫助選手維持體溫。澳洲奧委會將Superwarm X 和Microfleece X選為該國巴黎奧運帆船選手的官方指定服裝。

7. Chrysler發表採用鋰硫電池的電動概念車Halcyon

Chrysler的電動概念車Halcyon將採用800V、不含鎳、鈷、錳的鋰硫電池。此電池的能量密度為現有含鎳、鈷、錳的鋰離子電池的兩倍，電池重量可減輕一半，降低碳排60%。Halcon 預計採用Lyten的鋰硫電池，Lyten 以其3D Graphene 材料與硫形成陰極，可抑制多硫的穿隧效益 (polysulfide shuttle)，提高電池壽命。

8. 石墨烯應用於汽車座椅

英國Haydale 公司以石墨烯製作成導電油墨，應用於汽車座椅的加熱系統，在2024年英國伯明罕2024Advanced Materials Show展出。Haydale 以HDPlas® 電漿製程先將石墨烯表面進行官能基改質並製成導電油墨，再塗佈導電油墨製作加熱線路。除汽車座椅外，目前也開發應用於建築地板暖房、或是可攜式加熱水壺等。其中地板暖房測試結果顯示石墨烯加熱系統相較於傳統地板加熱線路、或是暖氣系統，可分別節省費用達30%及17%。

9. 日本開發全固態鋰電池新應用

日本電池大廠Maxell 開發耐溫性達150℃的全固態鋰電池，相較於Maxell 現有陶瓷封裝全固態鋰電池，耐溫性提升了25℃。Maxell 採用硫化物於2023年底開發容量200 mAh的圓形封裝全固態鋰電池，相較於方型陶瓷封裝，容量提升了25倍。此耐高溫鋰電池將可應用於醫療器材的殺菌設備、半導體製造設備、及汽車輪胎感測器等用途。此外、電池大廠TDK採用氧化物電解質開發應用於穿戴裝置的高容量全固態電池，能量密度可達1000 W/l。

10. 石墨烯母粒可有效提升熱塑性塑膠材料特性

捷克GrapheneUP 公司開發含石墨烯的熱可塑塑膠母粒，實驗證實僅需添加少量石墨烯就可改善熱塑性塑膠的機械及耐熱性質。例如添加0.5% 石墨烯含量的聚乙烯母粒於高密度聚乙烯(HDPE)，僅需0.006~0.008% 石墨烯含量就可提升高密度聚乙烯的拉伸強度50%、耐衝擊強度30%。添加0.5% 石墨烯含量的聚丙烯母粒於聚丙烯，0.02% 石墨烯含量就可提升聚丙烯的熱變形溫度達20℃。目前除了含石墨烯的聚乙烯、聚丙烯母粒外，該公司還提供含石墨烯的尼龍(PA6、PA66等)母粒。

11. 奈米粒子可提升橡膠的抗疲勞強度

哈佛大學研究人員將表面修飾聚丙烯酸甲酯官能基的二氧化矽奈米粒子加入丙烯酸乙酯( ethyl acrylate)單體，二氧化矽奈米粒子可藉由表面官能基參與聚丙酸乙酯(PEA)的聚合反應，使二氧化矽與PEA形成交聯網絡，增強PEA 橡膠的拉伸及抗疲勞強度(fatigue resistance)。實驗顯示含有15%、45%二氧化矽奈米粒子的PEA橡膠，抗疲勞強度分別增加2倍及6倍，用於機械手臂可提升抓取力量6倍及耐久性達350,000次。

12. 水性環保石墨烯製程

安炬公司開發水相物理剝離石墨來製造石墨烯粉體，相較於傳統化學剝離，此製程不須強酸及強氧化劑，降低90%廢水量。此製程已獲得專利，並於2021年獲得環保署綠色化學應用及創新獎，石墨烯粉體也通過歐盟 RoHS、REACH檢測及紡織業ZDHC level 認證。安炬石墨烯除了粉體及分散液產品外，還提供導電油墨、導熱塗料、含石墨烯的塑膠母粒、及提升材料性能的石墨烯添加劑。

13. 鋰電池的石墨烯添加劑

台灣碳材的石墨烯添加劑X-Additive™ 可提升電池能量密度1.5倍、提高充電次數2倍，進而提升電動車單次充電可行駛里程數。台灣碳材生產奈米碳管及石墨烯，並推出各項應用產品，如水性石墨烯導電油墨X-Conductor™、石墨烯散熱片、及石墨烯纖維等。2022年台灣碳材獲得韓國世界創新發明大賽金牌獎，也在2021年獲得桃園市政府新創千里馬「主題式新創公司」金獎。

奈米法規

1. 歐盟修正化妝品規範限制使用部分奈米物質

歐盟公告2025年2月1日化妝品成分不得使用的奈米物質清單，包括聚乙烯/丙烯酸共聚物、奈米銅、奈米銀、奈米金、奈米鉑等。此外、奈米羥基磷灰石(Hydroxyapatite) 僅被允許使用於牙膏及漱口水，並限制含量分別不得超過10%、0.465%，且只可使用柱狀(95.8%粒子的長徑比小於3)的奈米羥基磷灰石(Hydroxyapatite)。

2. 歐盟通過含銀、鋅沸石的活性物質審查

歐盟殺生物產品委員會(Biocidal Products Committee, BPC)於2024年3月會議通過含銀、鋅沸石作為活性物質的審查，應用產品範圍包含非直接用於人及動物的消毒劑及除藻劑、 薄膜產品防腐劑、和纖維、皮革、橡膠及高分子材料的防腐劑。但核准使用與否仍需歐盟委員會與會員國依據BPC的意見做最終決定。

2024.03 第一季奈米電子報

2024日本奈米展報導

1. 5G/6G應用

日本積水化成(Sekisui Kasei)開發多種高分子中空微米及奈米粒子，可用於降低材料的高頻傳輸性質。粒徑0.4~10 µm的中空粒子，耐熱溫度可達330℃，介電常數(D k )1.69~1.5、介電損耗(D f ) 0.29%~0.1%。添加粒徑20% 粒徑65~80 nm的中空透明奈米粒子於樹脂，高頻(10 GHz)的D k 值下降8%、D f 降低25.7%。

日本三菱化學、TPR、Toray也展示其高頻電磁波吸收材料，可應用於5G的車載應用、或毫米波通訊等。三菱化學與TPR皆使用奈米碳管複材，Toray 以多層高、低介電常數薄膜堆疊構成吸收材料，0.4 mm 厚度的吸收膜可降低77 GHz電磁波強度達20 dB (吸收率達99%)。

日本產總研也針對下世代6G 通訊，開發陶瓷粒子及多孔樹脂應用於頻率100 GHz的低介電、低損耗基板材料；也針對金屬線路的高頻傳輸雜訊，開發降低雜訊來源skin effect的負導磁基板材料(meta conductor)。

2. 纖維素奈米纖維(CNF)應用

NEDO 展示其CNF產業發展計畫的成果，著重於CNF複材的製作及應用，今年新展示的產品有美津濃、第一工業製藥、大阪產業技術綜合研究所、廣島大學合作將CNF加入碳纖強化熱可塑性樹脂(CFTPR)，應用於運動鞋的鞋墊及波浪板，可提升碳纖強化效果，彎曲強度提升為原CFTPR材料138%。

精工PMC (Seikopmc) 開發高速CNF與樹脂混鍊製作複材母粒的製程，生產速度提升四倍，但機械性質可維持不變。精工PMC將此製程用於其CNF複材母粒產品STARCEL ® ，30%及50% CNF/LDPE混鍊的母粒，添加於PE發泡材中可提升發泡緻密度、提高發泡材的尺寸安定性及耐壓持久性等，降低發泡材重量達30%。

3. AI應用於材料開發

Blue Tag 公司開發AI粒子分析軟體，以20種材料粒子、30萬顆粒子資料庫建立辨識團聚粒子介面及計算粒徑的模型，可針對不規則形狀粒子、團聚二次粒子內的一次粒子等進行粒徑分析。

AIST 開發多模態(multi-mode)人工智慧材料開發系統，例如開發CNT分散液系統，可先以不同CNT分散液所製成CNT薄膜的導電度數據為基礎，讓AI去預測各種CNT分散液的導電度，協助研究人員快速篩選CNT尺寸、表面改質、分散劑及溶劑等。

AIST開發生成式AI驅動材料設計技術，精進前述的多模態人工智慧系統，如以各種奈米材料的SEM圖像、拉曼光譜、紅外線光譜為基礎，經由人工智慧學習，可預測生成出其他奈米材料的SEM圖像、拉曼光譜、紅外線光譜，亦可預測由不同材料組成複材的多種性質例如黏彈係數、玻璃轉換溫度等，輔助研究人員進行複材系統的最佳化設計。

Toray 開發材料大數據AI技術，可藉由材料數據資料庫預測材料性質，搭配射出成型的電腦輔助設計系統3D-TIMON，可提供射出成型產品的材料及製程設計。

4. 農藥應用

日本AgroDesign 株式會社開發分子標靶農藥，藉由解析植物及害蟲的蛋白質結構，以人類不具有的蛋白質為目標，找到害蟲特有的蛋白質來設計標靶農藥，既可降低農藥使用量，也能減少對人體的危害，目前正進行殺蟲劑、除草劑及硝化抑制劑等產品開發。

日本Kuraray 與三井化學合作，開發含殺蟲劑成分的魔鬼氈膠帶(Magic Tape)，可貼於害蟲出沒路徑上，防止害蟲入侵，但不會危害人體及造成環境汙染，目前可用於防止螞蟻、臭蟲、蜘蛛、蜈蚣等爬行性害蟲。

5. 新穎奈米複材應用

日本新金屬化學公司(New Metals and Chemicals Corporation)開發氮化硼(BN)奈米管NanobarbTM， 氮化硼(BN)奈米管具有高強度、電絕緣、高熱傳導性及阻燃性，可提供氮化硼奈米管粉末、摻混氮化硼奈米管的母粒及纖維。

日本中古產業株式會社(Nakatani)以專利技術製造奈米碳管與聚羧酸聚集的微米粒子Durobead， Durobead內奈米碳管含量高達99%， 奈米碳管直徑12 nm、長度40 µm。Durobead 粒徑75~2000 µm， 密度0.2g/cm 3  為一般奈米碳管粉末的10倍，可大幅改善奈米碳管的揚塵性，易於操作；還可提升粉體流動性及分散性，降低奈米碳管的添加量。

日本川研精細化學株式會社(Kawakan)開發氧化鋁奈米線 (ANF)，直徑3 nm、長度可達3 µm，可均勻分散於水、有機溶劑如NMP、DMAC、MIBK等。添加20 wt%氧化鋁奈米線於透明PI樹脂可降低熱膨脹係數至18ppm，與銅箔接近；光學性質如霧度(Haze)、黃變指數(Yellow Index)分別為0.21、0.79，皆優於常用的二氧化矽粉體。

AIST 將磷灰石以結晶形式沉積於纖維素奈米纖維上，形成棉花狀吸附材，可提升蛋白質吸附性25倍、蛋白質的選擇專一性從10%提高到100%。

奈米法規

1. 美國環保署發布多壁奈米碳管(MWCNT)的重大新用途規定(SNUR)

美國環保署(EPA)發布四種MWCNT的重大新用途規定，這項規定排除了應用於導電、散熱、產熱等材料、電池儲能的添加劑或電極、輕量化或提升材料物理及機械性質的添加劑，及場發射添加劑的多壁奈米碳管。EPA根據此四種MWCNT可能的危害風險，提出多項使用、個人防護及環境保護的規定。美國TSCA法規規定凡符合重大新用途規定的化學物質及其用途，須在使用前90天提出申請EPA核准。此項規定已於2024年2月16日正式生效。

2023.12 第四季奈米電子報

奈米技術/產品

1. 量子點研究人員獲頒2023年諾貝爾化學獎

由於量子點近年在電視、照明、醫療顯影等應用的突破性發展，且預期將有助於太陽能、感測器、量子通訊等技術突破，對人類社會經濟發展具重大影響，瑞典皇家科學院將2023年諾貝爾化學獎頒予三位發現及合成量子點的學者。瑞典皇家科學院以「為奈米科技增添色彩」讚揚三位學者，雖然科學家早以理論預期量子點顏色變化的尺寸效應，但直至1980年後，因三名得獎者的努力才能在實驗室中合成及控制量子點尺寸。

2. 羅技應用石墨烯於耳機以提升遊戲音質

羅技推出新一代遊戲玩家使用的無線耳機ASTRO A5O X，該耳機使用PRO-G GRAPHENE 喇叭振膜(diaphragm)，不同於一般塗佈或摻雜石墨烯於高分子所製成的振膜，PRO-G GRAPHENE直接使用石墨烯單體製成厚度40 mm 的振膜。可提供增強的音訊響應、減少失真、帶來無與倫比的聲音，提供更精準的聲音細節及聽聲辨位。

3. Yamaha 將CNF 應用於水上摩托車

Yamaha 宣布將於2024年推出零件使用纖維素奈米纖維(CNF，cellulose nanofiber )的水上摩托車，Yamaha的快艇也將使用該零件。Yamaha 使用Nippon Paper 提供的CNF強化聚丙烯(PP)樹脂作為引擎外蓋，可減輕重量25%、機械強度提高5倍、並降低碳排。Yamaha 也將計畫應用於其它陸上交通工具如摩托車等。

4. 奈米銀可有效消滅蚊子幼蟲

美國農業部與堪薩斯州立大學合作計畫開發奈米銀作為蚊子幼蟲的殺蟲劑。堪薩斯州立大學以玉米蛋白高分子的微米粒子為載體，在其表面吸附粒徑15~20 nm 的奈米銀粒子，實驗證實含此複合粒子的殺蟲劑配方對蚊子幼蟲的90%致死濃度(LC90)僅1.0 ppm，且僅需0.1 ppm 即可抑制成蟲破蛹，而一般殺蟲劑需10~32 ppm才可有效殺死蚊子幼蟲。

5. 石墨烯應用於量子點OLED 螢幕

微星發表電競用34吋、49吋的量子點OLED (QD-OLED) 曲面螢幕，該螢幕使用內含石墨烯散熱材料的無風扇散熱模組，達到螢幕高效無噪音及延長面板使用壽命。華碩今年也在電競用OLED 及QD-OLED 螢幕背面貼上整片石墨烯散熱片，可有效散熱及降低噪音，並提升螢幕亮度及降低畫面延遲。量子點螢幕是以藍光OLED激發量子點產生RGB三原色像素，在亮度、對比、及色彩上優於傳統OLED 或LCD螢幕。

6. 井化學與IMEC合作發展奈米碳管光罩護膜

日本三井化學將與比利時微電子研究中心(IMEC)合作，將IMEC的極紫外光(EUV)奈米碳管光罩護膜進行商業化。奈米碳管具高EUV穿透度(≧94%)，可承受高EUV曝光強度(600W)，未來將應用於2 nm以下製程。光罩護膜是保護光罩在曝光過程中不被汙染，它必須具備高穿透度、低反射、及最小的曝光影響，目前三井化學是ASML (全球唯一EUV微影設備製造商) EUV光罩護膜的授權製造商。除了CNT外、韓國廠商也正開發石墨烯光罩護膜。

奈米法規

1. NIOSH發布3D列印的安全建議事項

美國國家職業安全衛生研究(NIOSH)所針對3D列印設備的使用者發布安全建議，此建議針對在非工業製造場所如學校、小型公司、圖書館、及自造空間(makerspace)的3D 列印使用者。NIOSH評估使用各種3D列印設備可能造成的微粒逸散程度，了解逸散微粒可能對人體產生的健康及安全風險，提出使用者進行3D列印的安全建議事項，例如減少使用可能產生有害微粒的材料或尋找替代材料、阻隔有害微粒或防止逸散等。

2023.09 第三季奈米電子報

電池應用

1. 澳洲GMG公司展示容量500 mAh的石墨烯鋁離子電池

澳洲新創公司GMG與昆士蘭大學合作展示由石墨烯陰極與鋁陽極組成的軟包裝( pouchcell ) 鋁離子電池，此電池含有10層堆疊的石墨烯陰極與鋁陽極，電池容量可達500 mAh，電壓為2V。GMG未來將堆疊20層以上的石墨烯陰極與鋁陽極，以達到電池容量1000 mAh。

2. Panasonic將於2029年提供無人機使用的全固態鋰電池

Panasonic宣布將生產應用於無人機及工廠機械手臂的全固態鋰電池，儘管目前該公司的全固態鋰電池的電池容量仍小於一般鋰電池，但可在三分鐘內充電達80%，且充放電次數可提升至數萬次，而一般鋰電池僅數千次。

奈米材料應用

1. 現代汽車展示奈米技術應用於未來汽車

現代汽車展示應用於汽車的六項奈米技術，包含自我修復塗料、高分子膠囊包覆潤滑油、透明鈣鈦礦及鈣鈦礦-矽堆疊太陽能電池、座椅奈米碳管壓力感測器、及透明輻射冷卻膜。自我修復塗料可在兩小時內自我修復刮痕，而Nissan和BMW的技術分別需要一周及一天修復，高分子膠囊包覆潤滑油比其他產品可降低磨耗50%。

2. UbiQD公司將量子點應用於提高薄膜太陽能電池效率

美國新創公司UbiQD將提供量子點給薄膜太陽能公司First Solar，藉由量子點將更多太陽光轉換成太陽能電池可吸收的波長，以提升薄膜太陽能電池效率。UbiQD 過去曾製作量子點光學膜UbiGro^®，應用於農業溫室採光，可將太陽光中紫外光及藍光轉換成光合作用所需的波長( 600-650 nm )，提升作物的生長效率，如草莓、番茄產量分別增加28%及21%。

循環減碳

1. 石墨烯塗料應用於輪船推進器可減少碳排

加拿大GIT公司將石墨烯塗料XGIT-PROP應用於船舶推進器的葉片，經勞氏(Lloyd's Register) 驗證可節省20%的燃料，降低噪音6~7分貝。新加坡船運公司Eastern Pacific Shipping計畫於2023~2024年將此塗料應用於15艘輪船的推進器，而另一家化學品海運公司Stolt Tanker也將在2023年完成23艘輪船推進器的塗裝。

2. 農業廢水回收製造肥料

美國西北大學及加拿大多倫多大學合作，利用1：20奈米鋅、銅催化劑可將含有1000 ppm硝酸陰離子的廢水，與二氧化碳經由電化學反應生成尿素。此電化學反應的法拉第效率可達75%，尿素生成速率每小時16 µmol /cm²，製造一公斤尿素產生碳排為0.28 Kg，而現有化學合成一公斤尿素的碳排為 1.8 Kg。

3. 塑膠回收製造氫氣及石墨烯

美國Rice大學利用flash Joule heating製程在3100°K、數秒鐘內可將廢棄塑膠內的氫原子汽化還原成氫氣，剩下的碳原子則生成石墨烯。以PE (polyethylene) 塑膠為例，此方法可回收PE內68%的氫原子，產生純度94%的氫氣。相對於其他產氫的方法，此法可減少39~84%的碳排。

奈米法規

1. ISO公告奈米矽片抑制農作物病原菌性能評估的技術標準文件

ISO公告ISO/TS 4971：2023 (Nanotechnologies — Performance evaluation of nanosuspensions containing clay nanoplates for quorum quenching)，內容包括奈米矽片的物理、化學特性量測方法、群體淬滅(Performance of quorum quenching)測試等。群體淬滅測試包括界面活性劑對群體感應抑制能力(Quantification of quorum quenching ability by surfactants); 最低抑菌濃度量測(Determination of minimum inhibitory concentration)及最低殺菌濃度量測(Determination of Minimum bactericidal concentration)等多項分析技術之整合。此標準的附件還提供奈米矽片特性、群體感應抑制能力與抗菌的相關性、奈米矽片安全性等資訊。

2023.06 第二季奈米電子報

奈米材料應用

1. 美國CHASM Advance Material 公司開發車用透明加熱膜

CHASM 以奈米碳管和銅金屬網格製作透明加熱膜AgeNT-12，可用於車用ADAS (Advanced Driver Assistance Systems)感測器如相機、雷達、光達的鏡頭，避免受雪、霧、雨的霧氣遮蔽而影響功能。

2. 日本NEC開發不須冷卻的高靈敏度紅外線感測器

NEC 利用具高電阻溫度係數(TCR)的半導體型奈米碳管製作紅外線感測器，此感測器不須冷卻，靈敏度為現有非晶矽及氧化釩紅外線感測器的三倍。

循環經濟

1. 日本東洋輪胎將二氧化碳轉換成輪胎橡膠原料

東洋輪胎與富山大學合作先將二氧化碳經催化合成乙醇，再將乙醇經由含鋅、鋯金屬的奈米沸石觸媒轉換成丁二烯，丁二烯的選擇率可達61.4%，350°C下轉換率可達89.8%。丁二烯為輪胎橡膠丁苯橡膠(styrene-butadiene rubber，SBR) 及 順丁橡膠(butadiene rubber，BR)的原料。

2. 日本中越紙漿以竹子製造纖維素奈米纖維

日本中越紙漿使用竹子紙漿為原料，以物理方式(水中對向衝突法，Aqueous Counter Collision，ACC)製成同時具有親水面及疏水面的兩性纖維素奈米纖維(CNF)。中越與丸紅合作將其CNF產品應用於植物保護，CNF可以在葉面形成網狀保護層隔絕真菌，或提升葉面親水性作為偽裝使真菌無法辨識葉面。

奈米農業

1. 日本Green Science Alliance開發量子點奈米肥料

Green Science Alliance以含有N、P、K肥料營養素的石墨烯量子點作為植物肥料，螢光檢測發現石墨烯量子點能進入植物內傳送營養素。石墨烯量子點還能搭載其他植物所需的微量營養素如Cu、Fe、Zn，甚至植物保護物質如農藥或抗菌劑。

奈米規範

1. 歐盟更新化妝品中奈米物質測試指引

歐盟消費者安全科學委員會更新化妝品成分的測試指引，其中針對化妝品內奈米物質成分，更新內容包含奈米物質定義、奈米物質潛在風險、及含奈米物質化妝品需提供的測試資料。

2. 歐盟發布羥基磷灰石(Hydroxyapatite)奈米粒子用於口腔照護產品的最終意見書

歐盟消費者安全科學委員會的意見書認為柱狀羥基磷灰石奈米粒子在牙膏的含量低於10%、漱口水的含量低於0.465%情況下，對使用者無安全風險。此項評估是基於長寬比小於3的羥基磷灰石粒子，不適用於針狀羥基磷灰石奈米粒子。但因無吸入性安全性評估，此意見書亦不適用於噴霧型產品。

3. 歐洲化學管理局(ECHA)更新奈米物質測試指引

ECHA 更新了指引附件R7-1，針對毒理、環境毒理測試的樣品準備及物理化學性質測試，提供建議方法、注意事項及測試豁免條件。物理化學性質包括水溶解度、溶解速率、分佈係數、分散安定性、揚塵性、吸附/脫附性質等。

2023.03 第一季奈米電子報

奈米複材

1. 大王製紙開發纖維素奈米纖維板材及高含量塑膠母粒

大王製紙今年展出兩項新纖維素奈米纖維(Cellulose Nanofiber，CNF)產品，一是以CNF為基材加入紙漿纖維形成高強度板材(CNF含量50~80%)，另一是含67%CNF的塑膠母粒。CNF板材的機械強度為一般泛用塑膠的5倍，可用於減輕汽車重量以降低油耗及碳排，2022年已應用於汽車的車頂、車門及前後整流罩。

2. Zeon 以奈米碳管複材製作耐高溫高壓的O-ring

Zeon 將其生產的單壁奈米碳管Zeonano^®SG101與FKM混摻製作的O-ring 可在180°C下，經630次93 MPa至85 MPa的壓力循環，無任何龜裂產生。此耐高溫高壓的O-ring可用於氫能源相關設施，如加氫站的壓縮機。

3. Zeon 開發奈米碳管複材應用於半導體設備管材零件

Zeon 將其生產的單壁奈米碳管Zeonano^®SG101與PTFE混摻， 添加0.05 wt% 奈米碳管，PTFE的電阻係數可達10³Ω-cm，此複材可用於需絕緣抗靜電的半導體設備，如藥液供給管路或幫浦隔膜(diaphragm)。

4. TPR以奈米碳管複材製作透明抗靜電膜

TPR將其多壁奈米碳管分散液添加於透明樹脂，含有0.2 wt%奈米碳管的樹脂塗佈於玻璃基板，面電阻可達10⁶Ω，光穿透度大於95%，可作為汽車車窗玻璃的抗靜電膜。此分散液的溶劑為環烷烴類，可與其他有機溶劑相容，易於添加於各種高分子。

5. AIST 將奈米碳管應用於觸覺產生及機械手臂感知

AIST 以奈米碳管、PVDF-HFP (hexafluoropropne) 共聚物及離子液體製作IPMC (ionic polymer-metal composite) 致動器 (actuator)，電壓2~3V可產生3~4%的變形，可用於電子產品產生觸覺與遠端互動。

電池應用

1. Toray 開發鋰電池的無孔隔離膜

Toray 用芳香聚醯胺製作無孔隔離膜，此隔離膜耐熱性佳、壽命長，無孔隔離膜充放電100次以上仍能正常運作，但微孔隔離膜經30次充放電後就產生短路現象。

2. AIST 開發低溫緻密全固態電池燒結技術

AIST將為650°C鍛燒成膜的多孔的氧化物固態電解質 ( LATP，Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃ )吸收水分後，以低溫200°C 、壓力25 MPa燒結30分鐘後可得到緻密的固態電解質層。導電度為3×10^-4S/cm，相近於溫度1000°C以上燒結的固態電解質導電度(10^-4S/cm)。

淨零碳排

1. Toray 開發奈米濾膜用於鋰電池金屬回收

Toray 開發孔徑0.75~1 nm 的濾膜，相較於現有水處理使用的濾膜，其耐酸性可提升5倍，選擇性提高1.5倍。用於回收鋰電池的鈷、鎳、鋰等金屬。因可提高精煉回收金屬的效率，預估降低碳排放40%。

2. SNCC 開發磁石回收稀土金屬技術

SNCC (S-Nanotech Co-Creation)與島根大學合作，在現有濕式回收設備加入NdFeB 磁石來提高回收效率。由於磁石可以直接回收，不須額外能源，僅以0.2 KWh電力就可使稀土金屬回收率達97%、純度達到100%。

3. AIST開發連續式CO₂回收製程

AIST在多孔二氧化矽的孔洞內置入釕錯合物觸媒及離子液體(ionic liquid )，可在氫氣環境下回收CO₂，將丙烯轉換成丁醛或醇類。相較於一般批次反應，產能可提升10倍以上。在170°C下，轉化率可達81.6%、其中丁醛比例為66.1%。

奈米材料應用

1. Fujimi 開發片狀磷酸鈦奈米粒子及應用

Fujimi 製造片狀磷酸鈦奈米粒子，寬高比為8。含10% 1 µm片狀奈米粒子的膜層霧度可達90%，透光度仍可維持80%。用於化妝品可提高光線經皮膚反射擴散程度，淡化毛孔效果優於常用的滑石粉、二氧化矽、纖維素等。片狀粒子還可提高對皮膚的附著性，化妝效果持久。

2. Toray 開發可快速殺死病毒的奈米粒子

Toray 在二氧化鈰( CeO₂ )奈米粒子表面披覆可增進吸附及氧化裂解病毒的化學物質，可在15秒內使99.9%的SARS-CoV-2冠狀病毒失去活性，5分鐘內效果可達99.99。此CeO₂已通過安全性測試如急性口服、染色體變異、皮膚敏感及刺激性、眼睛刺激性。

3. Toray 應用石墨烯增進塗料的防蝕效能

Toray 添加其特有的高分散性薄層石墨烯於防蝕鋅粉底漆，石墨烯的片狀結構可使水氣的穿透率減少一半。鹽霧實驗顯示石墨烯可使鋅粉底漆的防蝕壽命可從500小時提高到1300小時。

2022.12 第四季奈米電子報

奈米法規

1. 美國環保署提出多壁奈米碳管(MWCNT)的重大新用途規定(SNUR)

美國環保署(EPA)提出將四種規格的MWCNT在導電、散熱、產熱、電池儲能添加劑或電極、輕量化或提升材料物理及機械性質添加劑，及場發射添加劑的應用列為重大新用途。

2. 美國NIOSH公布包含奈米材料暴露評估技術等工作成果

美國國家職業安全研究所(NIOSH)公布有關奈米材料職業安全的工作成果，包含奈米材料暴露評估技術(NEAT 2.0)，包含環境中奈米材料曝露的取樣方法、風險評估、及風險管理。

淨零碳排

1. 英國Levidian開發甲烷去碳產氫設備

Levidian公司利用微波電漿設備及技術，開發甲烷裂解去碳產生氫氣的設備LOOP，將於蘇格蘭佈建多座大型設備(年減碳量達2400公噸)，回收甲烷廢氣裂解產氫。

2. 普渡大學開發高反射塗料可降低室內溫度

普渡大學以奈米氮化硼作為白色塗料內的填料，反射太陽輻射效果優於一般球狀粒子填料。添加奈米氮化硼的白色塗料僅需150 µm厚度，即可達到97.9%的反射率。

電池應用

1. OneD Battery Sciences開發奈米矽線用於汽車電池系統

通用汽車將與OneD Battery Sciences合作，將其奈米矽線電極技術(SINANODE)應用於通用汽車的電池(Ultium)，SINANODE的能量密度可達到3250 mAh/g。

奈米材料

1. 美國MIT研究將塑膠廢棄物轉換成燃料

麻省理工學院(MIT)研究團隊以含有鈷奈米粒子的沸石為催化劑，可將PP、PE等塑膠裂解氫化得到丙烷，轉換比例可達80%。

2. 華為將石墨烯用於摺疊手機的散熱

華為將石墨烯應用於新摺疊手機Pocket S clamshell的散熱系統，與液冷散熱器整合將可提升散熱面積達80%。

3. 美國農業部計畫開發持久性抗菌棉花纖維

美國農業部的農業研究服務計畫(Agricultural Research Service)以棉花作為還原劑及安定劑合成銀及氧化銅奈米粒子於棉花纖維，可使奈米粒子與纖維附著力強，能耐水洗及機械清洗。

2022.09 第三季奈米電子報

奈米農業

1. 纖維素奈米纖維提升肥料使用效率

巴西和瑞典的研究團隊以纖維素奈米纖維包裹肥料成分，再混鍊高分子製作成錠狀肥料，可於水中釋放營養素達8小時，在土壤的釋放時間達80天，120天內生物分解達75%。

2. 奈米粒子可提升作物的抗逆恢復力(resilience)

MIT 研究團隊將奈米粒子經由植物細胞的脂質交換穿透包膜(lipid exchange envelope penetration)機制，進入到植物葉綠體中，傳送基因編輯物質，進行基因改造，可提升作物生長、抗病蟲害及疾病的能力。

淨零碳排

1. 蝦殼萃取物提升水泥的強度

華盛頓大學的研究團隊將蝦殼中的甲殼素製成奈米粒子及奈米纖維，加入水泥可減緩水泥硬化速度，硬化時間可延長到100分鐘。延長硬化時間可使水泥操作上更加彈性，避免浪費。

2. 石墨烯包裝材可減少塑膠使用量

韓國Haydale提供石墨烯HDPlas®給NeoEnpla公司用於食品包裝材，如保鮮夾鏈袋。石墨烯可增加LLDPE強度，降低夾鏈袋厚度，減少塑膠使用量及碳排。

奈米材料

1. 氧化銅高分子複材可減少表面的冠狀病毒

以色列的研究團隊將奈米銅、奈米氧化銅與壓克力、環氧樹脂混合後塗佈成膜，1% 奈米銅壓克力複材膜表面的HCoV-OC43冠狀病毒數量可減少達79%。

2. LG 發表石墨烯強化的無線耳機

LG 將石墨烯加入無線耳機TONE Free T系列的塑膠結構，石墨烯可提升耳機的機械強度，降低耳機的震動，進而減少中高音頻的雜音，給予使用者更好音質享受。

奈米規範

1. OECD公告兩項奈米材料測試規範

OECD (經濟合作及發展組織)公告兩項奈米材料的新測試規範，TG 124 是測量體積比表面積(Volume Specific Surface Area)。TG 125是有關奈米材料的粒徑大小及分布，適用範圍涵蓋1~1000 nm。

2. 歐洲化學品管理條例修正將於2022年10月生效

歐洲化學品管理條例新修正條例2022/477 將於2022年10月14日正式實施，此修正條例主要是針對條例1907/2006 (REACH)中的附件VI 到X進行修正，加入多項奈米物質在毒理及生態毒理測試的說明。

2022.06 第二季奈米電子報

奈米法規

1. 歐盟計畫2030年減少一半化學農藥使用量

歐盟執委會2022年6月提出草案，將於2030年前減少一半化學農藥使用，要求各會員國必須依此目標訂定落實計畫。草案要求農民在蟲害防治上須優先使用非化學農藥的替代方案。

2. 美國FDA公告奈米材料應用於藥物及生物製品的指引

美國FDA 2022年4月新增應用奈米材料的藥物及生物製品的指引，此指引排除尺寸1 µm以下的天然生物物質如蛋白質、細胞、病毒、核酸等製作的產品如基因治療藥物、疫苗等，除非有特殊的尺寸效應。

3. 歐盟正式通知WTO禁止12項奈米材料用於化妝品

2022年2月歐盟向世界貿易組織(WTO)遞交歐盟化妝品禁用物質修正清單，加入12項奈米材料包括Styrene/acrylates copolymer、Sodium styrene/acrylates copolymer、Copper、Colloidal copper、Hydroxyapatite、gold、Colloidal gold、Gold thioethylamino hyaluronic acid、Acetyl heptapeptide-9 colloidal gold、Platinum、Colloidal platinum、Acetyl tetrapeptide-17 colloidal platinum。

4. 歐盟將修正奈米材料定義

歐盟2022年6月公告奈米材料定義修正的草案。新增奈米材料須為固態、 定義一維奈米材料如棒(rod)、線(fiber)、管(tube)，及二維奈米材料如片(plate)、及比表面積等。

5. 美國環保署(EPA)評估建立奈米農藥管理流程

EPA開始針對奈米農藥建立標準流程來判定是否屬奈米農藥，以及審查評估所需提供的資料。EPA將奈米農藥分成兩類 :一是含有金屬成分的奈米材料如奈米銀、二是有效成分被包裹(encapsulation)或載入(carrier)於奈米材料 。EPA的研究團隊已於2021年11用提出奈米農藥判定流程建議。

淨零碳排

1. 沸石材料抑制甲烷排放

MIT團隊利用含銅沸石在300°C下捕捉濃度2 ppm~2 wt%的甲烷並氧化成二氧化碳，若將大氣中一半的甲烷轉換成二氧化碳仍能降低16%溫室效應。

2. 奈米線回收硝酸根製成氨氣

美國Rice 大學、Arizona 大學及西北太平洋國家實驗室合作以均勻摻雜釕(ruthenium)的銅奈米線將水中2000 ppm硝酸根以電化學還原成氨，使硝酸根濃度下降至50 ppm。此法可在室溫常壓進行，降低生產氨氣的能耗，減少碳排。

3. 石墨烯水泥能降低CO2排放

First Graphene 公司計畫以石墨烯PureGRAPH®取代部分熟料，降低熟料用量以減少二氧化碳的生成，測試結果顯示石墨烯可提高水泥砂漿的拉伸強度27%，抗壓強度34%。

4. 奈米複材提升低溫瀝青混料的耐候性

英國Swansea大學與德國Braunschweig工業大學合作將少量奈米黏土/二氧化矽複材添加於瀝青混料，取代部分現在使用的黏合劑，混料溫度僅需30~60°C，可降低20~35%碳排放量。

奈米農業

1. 奈米肥料可提升農作物產量

印度IFFCO針對奈米鋅肥進行田野實驗，結果顯示相較於使用一般化肥，以有機肥、生化肥與奈米肥料搭配可使芝麻產量提高24%、芥末產量提高8%、小麥產量提高5%。

2. 奈米載體進行植物基因改造

日本理化研究所(RIKEN)以肽(peptide)做奈米載體，將一小段RNA帶入植物的細胞核及葉綠體，並成功達到基因干擾的效果。此新技術未來將用於改造作物使其更耐蟲害及乾旱。

2022.03 第一季奈米電子報

電池應用

1. 奈米碳管應用於鋰電池

奈米碳管用於電極可降低電極材料粒子間的內阻，提高電池效率。如Daikin展出單壁奈米碳管分散於氟樹脂用作正極材料的黏合劑、Zeon 展出單壁奈米碳管用於鋰-空氣電池的正極等，直接使用導電性高的單壁奈米碳管作為電極顆粒間導電通道。或是如Zeon 展出鋰硫電池的正極、Nippon Shizai 開發奈米碳管片材作為電極基板等，直接將奈米碳管作成承載電極材料的基材。或是如Mistubishi Pencil 展出供鋰電池電極使用的低黏度、高分散性的奈米碳管分散液，Kao也開發用於碳材(包含奈米碳管)的分散劑等，藉由提高分散性來提升導電性。此外Zeon 亦將奈米碳管用作抑制Li 針狀結晶。

2. Nanotech Energy 開發不可燃鋰電池

Nanotech Energy 是一家開發及製造單層石墨烯的公司，石墨烯結構可承受鋰離子在充放電時進出電極所引發的電極材料體積的變化，且高導電性可降低電池內阻及充放電產生的熱能，避免電池溫度過高。將石墨烯應用於鋰電池電極，再搭配該公司開發的不可燃電解質OrganoLyteTM，組成可針刺的不可燃電池，此電池於2022年CES展獲得Innovation Award。

纖維素奈米纖維 (CNF)

1. NEDO開發CNF複材以減少碳排

NEDO 計畫目標為開發CNF用於塑膠複材、拓展CNF複材的應用及降低成本。此次展出包括改質的CNF、CNF複材母粒及製程、及CNF複材應用等。Nippon Paper展示CNF用於PP (CNF含量可達10%)及尼龍PA6(CNF含量可達15%)的複材，此外還與Sumimoto Rubber 合作開發CNF 彈性體複材。Kao 展出疏水性的CNF產品 LUNAFLEX，與環氧樹脂及壓克力形成複材，提升機械強度及耐熱性。Daio Paper 與SHIBAURA Machine 合作開發CNF複材母粒製程，CNF含量可達55%， Sugino Machine 開發15 wt% CNF水分散液及CNF粉末乾燥製程。Daiken 與 RISHO KOGYO推出建築內裝用100% CNF及含浸CNF樹脂板材，Panasonic 推出70% CNF 複材、CNF與植物性樹脂結合的複材，及製作成日常用品如杯子等。

淨零碳排

1. 信州大學利用CNF將回收塑膠轉為農用栽培器材

信州大學與東京大學、富山環境整備公司合作，由東京大學提供TEMPO 氧化CNF技術，從農業廢棄物製備得到CNF，再從富士公司取得回收塑膠，信州大學利用CNF在樹脂中連成3D 網狀結構、及防止CNF乾燥後聚集的技術，將CNF與回收塑膠母粒混合形成複材，以此複材製作農業用水培板材及園藝盆等農用栽培器材。添加CNF於回收塑膠可提高回收塑膠的機械強度，塗裝著色亦不易剝落，增加耐用性。

2. Nisshinbo 開發可於海水進行生物分解的塑膠

Nisshinbo 開發一具有離子鍵的材料，添加於一般塑膠如PBSA (Poly-Butylene Succinate Adipate)，塑膠中的離子可和海水中的離子進行離子交換，因離子鍵組裝的高分子結構因而崩解並溶解於海水，再被海水中微生物分解。Nisshinbo 還將此材料與生質且可生物分解的熱塑型樹脂結合，作為一般塑膠的添加劑，以增進一般塑膠於海水的生物可分解性。

奈米複材

1. 奈米碳管提升橡膠耐熱性

SUNARROW添加Zeon 單壁奈米碳管ZEONNANO SG 101於氟橡膠(FKM)的複材SGOINT，應用於耐溫密封材如O ring，添加奈米碳管使FKM耐熱溫度從200。C提高到230。C，且230。C、168小時的壓縮回彈損失率為25%，比純FKM在200。C 72小時的損失率還小。Zeon 與Sakura Seal合作將其SG 101單壁奈米碳管應用於耐熱性更高的全氟橡膠(FFKM)上，1% 奈米碳管可以使FFKM 最高耐熱溫度到370°C (原FFKM耐熱溫度330°C)，在300。C老化測試下，添加奈米碳管的FFKM 硬度可維持近600小時，而FFKM僅能維持300小時。

2. 奈米碳管及其複材應用於醫療器材

Zeon將其單壁奈米碳管與矽膠形成導電複材，在不影響矽膠的硬度及皮膚的服貼性下，可以最少添加量得到適用的導電度，用作穿戴式醫療器材電極之用。Zeon 與美國醫用橡膠公司NovationSi合作將此應用於治療帕金森症病患手部顫抖的電療器材上，此導電橡膠複材產品PURmix ® High Concentration Rubber (HCR)已於2021年獲美國FDA認證。TPR將多壁奈米碳管製作無黏合劑的100% CNT 電極， 因無任何樹脂，直徑1 cm 電極片阻抗僅50Ω，可偵測到100 µV的微小訊號。