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更新日期:104年11月27日

全球第一從透明變成黑色元件 奈米顆粒提升生質能生產效率

為發展策略材料並促進我國工業技術水準,臺大SMART Center與日本研究機構NIMS共同合作完成多項研究成果。其中一項合成金屬材料可在2秒之內由透明變為黑色的元件,發揮節能效果。

另外,應用奈米顆粒除了可萃取海藻油脂之外,亦可將廢食用油轉化為綠色能源。

本校目前與日本NIMS積極進行研究人員交換,未來將更緊密研發促進人類生活品質提升的創新成果,達成服務社會大眾之目標。

為發展策略材料並促進我國相關工業技術水準,臺灣大學與日本研究機構NIMS共同合作完成兩項節能研發。雙方已研發合成金屬超分子高分子材料,雙方同時也成功研發應用奈米顆粒萃取生質柴油,轉化為綠色能源。

校長楊泮池表示,臺灣大學已與日本NIMS已進行研究人員、研究生互換,未來的合作將更緊密,也將進行更多改變人類生活的創新研發。

楊校長指出,工學院致力於國際型學術研究,並於2013 年與日本獨立行政法人物質材料研究機構(National Institute for Materials Science;簡稱NIMS )合作,共同成立「策略材料國際研究中心」( Center of Strategic Materials Alliance for Research and Technology,SMART Center)。

化學工程學系特聘教授、「策略材料國際研發中心」中心主任陳文章指出,這幾年臺大策略材料國際研究中心與日本NIMS合作間,主要是以能源、生醫、光電及奈米技術所需之策略材料為發展重點,一同進行共同合作研究。

臺大SMART Center教授何國川團隊與NIMS的 Masayoshi Higuchi博士合作,成功開發出全世界第一個從透明變成黑色的電致色變元件;該中心另一教授吳嘉文團隊亦與NIMS 的Yusuke Yamauchi博士合作,成功完成奈米顆粒萃取海藻油脂的研究。

化學工程學系暨高分子科學與工程學研究所教授何國川說明指出,利用外在電壓改變材料顏色,可進一步使顏色變化產生器產生節能效果。目前已運用在波音787客機機艙窗戶、汽車防眩光後視鏡、及低耗能顯示器等。

何國川表示,此一顏色變化關鍵在於材料的調控,當可見光全波段吸收大部分的太陽光時,便能使得節能效益達到極大值。

何國川又說,其中關鍵的黑色電致色變元件,並非因顏色材料混參調配導致顏色變黑,而是與日方合作發展出合成的金屬超分子高分子材料而成。此一合成高分子材料變色前後,具有長期操作的穩定性。在可見光的穿透度差異可達到52.7%,變色時間2秒不到。

此一研發成果為全球第一個可快速由透明變黑色的穩定節能色變元件。目前臺大已與NIMS申請發明專利,未來將可運用在智慧節能色變窗戶上,商業應用上極具優勢。

臺大日前亦發表另一與節能有關的臺日研究成果。負責該研究的化學工程學系教授吳嘉文表示,生質能一直是科學界積極開發的替代能源,然而傳統萃取海藻油脂的作法,必須消耗大量能源去收集藻類,打破細胞壁提取油脂後,才能進行催化反應。吳嘉文說,臺大與NIMS 研究合成具有氧化鐵和氧化矽的核殻型奈米顆粒,可將奈米顆粒直接貼附於藻體上,利用氧化鐵磁性特性收集藻類,同時利用氧化矽上的強鹼官能基進行催化反應,如此將可大幅提升生質能的生產效率。

吳嘉文說明,此一技術亦可應用於廢食用油轉化為有用的綠色料源上,不但可解決臺灣每年數百萬噸廢食用油的潛力,也能避免廢食用油遭回收利用的噩夢重演。此一研究成果已發表於永續資源國際知名期刊ChemSusChem,並獲選為期刊封面。 由於材料使用範圍極廣,未來「策略材料國際研究中心」將持續藉由國際合作,為我國開發產業所需的關鍵材料技術。臺大校長楊泮池對相關研究成果表示肯定。他指出,臺大多年來不同學院間,一直朝向國際合作邁進。「策略材料國際研發中心」未來將強化與日本NIMS的合作,臺大能源、生醫、光電及奈米等相關領域教授,也將就其專業陸續加入,並進行研究人員、研究生互訪,真正發揮跨領域的國際研究精神。

學術副校長陳良基說,臺大工學院教授總是埋首研究,很少對外說明他們的研究成果。他們已默默耕耘多年,未來會持續對外發表相關研發訊息。

  • 發表合照

    照片左起:張慶瑞副校長、楊泮池校長、化工系吳嘉文副教授、何國川教授、陳良基副校長、陳文章教授及博士班研究生高聖淵同學。

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