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2015 年 03 月 25 日 尖端科技&材料

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美國與歐洲科學家最近發展出一種讓固體照光就能產生電壓的新方法。這種新系統不像光伏元件得仰賴半導體材料，而是靠金屬奈米結構產生的表面電漿子(surface plasmon)。該團隊目前正在製作能將光轉換成電能的新型元件。

表面電漿子是金屬表面電子與光交互作用產生的集體激發，是光子與電子界面間極具技術重要性的研究課題。此交互作用在電漿子共振頻率時最強，而此頻率取決於樣品的大小、形狀及電荷密度。2009年澳洲墨爾本大學的Paul Mulvaney等人發現藉由在金奈米微粒上施加電壓來注入或移除電子，可以調節電漿子共振頻率。

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韓國及新加坡的科學家發現，葉酸(folate)包覆天然抗癌物雷公藤甲素(Triptolide)形成的奈米膠(nanogel)，可以用來治療常見的原發性肝癌(hepatocellular carcinoma, HCC)。癌細胞會選擇性攝入此複合物，一旦進入細胞並卸下其外膜，就能有效的摧毀癌細胞。

肝癌是全球第二大癌症死因，傳統的化療藥物如doxorubicin很難醫治肝癌，其他常見的治療藥物如epirubicin、cisplatin、5-fluorouracil、etoposide或其組合效果更差，而唯一的分子標把藥物sorafenib，不僅昂貴，療效也有限。

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荷蘭台夫特(Delft)大學的研究人員最近表示，拜光機誘發透明現象(optomechanical induced transparency, OMIT)之賜，利用共振的石墨烯鼓(graphene drum)所製造的裝置可望作為行動電話的運動感測器，或是量子電腦的記憶晶片。

石墨烯鼓是由二維的碳薄片所組成，這些薄片會在特定頻率產生共振。作為鼓之用的石墨烯是藉由膠帶法從石墨烯上剝離下來原子厚度的碳。由Gary Steele帶領的荷蘭團隊將石墨烯鼓與超導微波空腔結合，製造出極度靈敏的運動感測器。在光機共振腔裡，碳薄片像鏡子一般反射微波光子。測量反射光子形成的干涉，科學家便能察覺石墨烯薄片小至17飛米(femtometer)的位移，這只不過是一顆原子直徑的1/10000。

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美國科學家最近利用氧化鉭(tantalum oxide)奈米管及鍍上碳洋蔥(carbon onion)的氧化鐵奈米微粒，組成具3D奈米結構的薄膜電極。這種薄膜同時具有鋰離子電池及超級電容的優點，因此可能很適合次世代的複合能源儲存應用，例如可穿戴的智能衣(smart textiles)等。

對可攜式電子產品而言，電化學式的能量儲存裝置如鋰離子電池(LIB)和電化學式超級電容(EC)是目前最佳的充電選擇。若能將這兩種裝置整合成一個多功能電極，同時具有鋰電池的高能量密度與高容量，以及超級電容器的高功率密度特性，那就再好不過了。電容可以儲存電荷，而超級電容由於有電解液和電極兩種介面，能儲存的電荷遠遠勝過一般電容。

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2014-09-23 經濟日報 曹松清

        為推動我國綠能科技發展，國研院儀器科技研究中心「光學系統整合研發聯盟」主導，結合全球最大 LED晶片廠晶元光電、國立中央大學薄膜技術中心及儀科中心等產學研三方能量，將先進材料石墨烯應用於紫外光發光二極體(UV-LED)的製造技術，預期可提升台灣UV-LED製造技術水準，達到與美、日大廠並駕齊驅的境界，推估有超過3.6億元以上的年產值。

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石墨烯與銅聯手排熱 [預計刊登時間: 2014-03-17]

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未來的電子產品將不再像現行的智慧型手機、平板電腦、數位相機或其他電腦裝置一樣，以堅硬的金屬或塑膠盒子呈現；它們將極其輕、軟、可撓、透明，並融入我們的日常用品，包含各式樣光電元件，乃至於紙、衣服、手套、尿布。如果你想體驗未來，想像一下電子皮膚(e-skin)、牙齒上的健康檢測， 或是直接植入器官中的感應薄膜。這些先進的電子系統將多種重要組件如邏輯和記憶體、電源供應器等整合在軟性基板上，而具備智慧功能。要達到上述目的，記憶體是不可或缺的要件，而具簡單三明治結構的有機記憶體，由於擁有低製備成本、機械彈性、可撓、低製程溫度、滾筒式印刷(roll-to-roll)等優點，而被看好成為未來軟性電子時代的資訊儲存元件。

然而到目前為止，可複寫的有機記憶體大多製作於金屬、玻璃、塑膠或矽基板等堅硬、平滑的基板上，大幅抹煞了它們柔軟、可撓的優越特性。有機薄膜的製備都是利用溶液製程，例如旋轉塗佈(spin-coating)或是噴墨印刷，要將可撓的有機記憶體做成堆疊或是3D結構是一個很大的挑戰，原因在於垂直整合的溶液製程會造成底部軟性有機元件或基板嚴重損壞。因此，在不同的基板或裝置上建立合適的製備方法，來製作可複寫有機記憶體，在未來的應用中是必要的。

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美國研究人員最近成功地以硼原子對石墨烯(graphene)進行p型摻雜(p-type doping)。此實驗結果證明人類目前已經有能力對石墨烯進行電子及電洞的摻雜，這對於實際發展以石墨烯為基礎的電子應用而言極為重要。

石墨烯為具有蜂巢狀晶格結構的單層平面碳材料。由於具有許多獨特的電子與機械性質，有人認為此「神奇材料」(wonder material)未來有可能取代矽元素成為電子產業的基材，不過先決條件是必須能對石墨烯進行化學摻雜，以增加或減少材料內的電子。矽電晶體成功的關鍵之一，在於矽材料可進行n型(即增加電子)及p型摻雜(即減少電子，相當於增加電洞)。

轉自：http://cn.wsj.com/big5/20130926/inn072916.asp

一種強度是鋼的200倍、厚度僅為一個原子直徑的物質正引發全球科學淘金熱，各大科技公司及頂級學府紛紛進行研究和申請專利。這種物質就是石墨烯。

一種強度是鋼的200倍、厚度僅為一個原子直徑的物質引發了一場全球科學淘金熱，令各大公司和大學紛紛去研究和申請專利，想從這種與普通鉛筆芯“血脈相承”、但更苗條更有魅力的物質中獲利。

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英國研究人員利用石墨烯(graphene)作為隔片(spacer)，將奈米金元件彼此隔開僅一原子寬的距離。此極薄隔片使研究人員得以製作出能捕捉光的次奈米空隙，該結構可望應用於感測器，以及安裝在行動裝置顯示幕上的透明電子元件或相機。

電漿子學(plasmonics)是近十年新興的領域，主要探討的是金屬奈米結構間的微小空隙能強烈匯集光的現象。奈米空隙能將光局限於比本身波長小上數百倍的區域內，仰賴的是金屬表面的電漿子能與光產生強烈交互作用，其中的電漿子是金屬表面電子的集合振盪。此技術能克服繞射極限，為奈米物體造影。然而，製作這類次奈米空隙並非易事。

2013-08-13 01:51工商時報【王奕勛】

隨著奈米碳管的量產與低價化，其應用如抗靜電複材、機械補強之運動器材與鋰電池導電添加劑才逐漸商品化。此外，為因應節能減碳的趨勢，未來汽車或飛機等運輸工具的輕量化勢在必行，因此預期以奈米碳管做為碳纖維複合材料、樹脂及合金材料補強的應用將會有極大的市場空間。

文 / 方煒（任教台灣大學生物產業機電工程學系）