聚合物塗覆矽奈米片可望取代石墨稀

矽奈米片是一種具有非凡光電特性的二維(2D)薄層，非常類似於石墨烯。然而，它們的本質並不穩定…

德國慕尼黑理工大學(Technische Universitat Munchen；TUM)的研究團隊設計了一種複合材料，由矽奈米片和能夠抗紫外光且易於加工處理的聚合物組成。這項新發現使矽奈米片更接近於工業化，可用於軟性顯示器面板或光感測器等應用。

矽的本質類似於碳，它能形成僅一個原子層厚度的2D網路。如同石墨烯一樣，這些奈米片能顯示出優異的光學特性。理論上。它可用於奈米電子應用。除了用於軟性顯示器面板或場效電晶體，這種材料還可作為鋰離子電池陽極的備選方案。

TUM研究人員 Tobias Helbich說：「矽奈米片特別令人感興趣，因為整個資訊技術都是以矽為基礎的。對於工業應用，它並不需要改用其他新的基礎材料，這和石墨烯的特性相反。」然而，「這種奈米片相當脆弱，而且在處於UV輻射下時又會迅速分解，因而明顯地限制其應用。」

Helbig與其他研究人員共同合作，第一次成功地將矽奈米片嵌入於聚合物中，從而保護其免於分解。此一嵌入過程對於奈米片來兩倍的效果：它們可經化學調整，同時防止氧化。TUM的開發結果是首次以矽奈米片為基礎的複合材料。

Helbich解釋說：「讓我們的奈米複合材料得以如此特別的原因在於它結合了兩種元件的正面特性。聚合物矩陣吸收UV中的光、穩定奈米片，並賦予材料聚合物的特性，同時保持奈米片的顯著光電性能。」其靈活性以及抗外部影響的耐久性，使得新開發的材料符合工業加工的標準聚合物技術。這讓實際的應用不再遙不可及。

該複合材料特別適用於奈米電子學的新興與未來領域。在此，諸如電路和電晶體等「經典」電子元件可在小於100奈米的規模上實現，從而可實現全新的技術，例如用於更快的電腦處理器。

奈米複合材料的首次成功應用是最近在ATUMS研究生課程中提出的：TUM奈米電子所Alina Lyuleeva和教授Paolo Lugli，以及他的同事Helbich和他的同事Bernard Rieger，聯手成功打造了一款基於這些矽奈米片的光電偵測器。

為此，他們將嵌入矽奈米片的聚合物安裝在塗覆金觸點的二氧化矽表面上。由於其尺寸極小，使得這種奈米電子偵測器可節省大量的空間和能量。

該研究是ATUMS研究生課程的一部份，其中齊集了德國和加拿大的化學、電子工程和物理學領域的科學家。他們的目標不只是在創造基於奈米粒子和聚合物材料的新功能，同時也計劃率先開發出首款應用。這項研究計劃是由德國研究委員會(DFG)和加拿大自然科學與工程研究理事會(NSERC)資助。

自由廣場》智慧醫療新趨勢

當新上任的健保官員忙著倡導醫療分級制，以便減少醫療浪費之際，其實，隨著科技的快速研發，國外正積極發展「遠距照護」，不受時間、地點、空間限制，提供民眾「即時（On-Demand Service）」行動醫療服務的智慧醫療新趨勢，才是值得政府、醫院及民眾三方應共同重視的創新醫療服務。
提起「遠距照護」，是藉由資訊科技、通訊及專業醫療資源的結合，運用物聯網技術，使高齡者、功能喪失者或地處偏遠者，能輕易就近在家，獲得即時的居家醫療關照。其服務的內容從慢性病照護、用藥提醒等，未來可擴展至醫師不分科諮詢、復健物理治療諮詢、護理及個案管理等的線上諮詢功能。
對醫療端而言，醫護人員可透過智慧型手機，或視訊會議功能，傳達醫療知識，加上無距離的雙向互動，掌握病人健康情形，俾便後續安排門診住院檢查等醫療服務。病人端則是可減少舟車勞頓的不便與花費，透過線上諮詢，除可立即獲得健康資訊之外，也避免不必要的醫療資源浪費。
再者，台灣的醫療可近性太高，已淪為陽春麵式治療，透過「遠距照護」的智慧醫療，提供「即時」醫療服務，恰可彌補健保的不足之處。
至於遠距照護的進階版，可擴充「到宅服務」的功能，讓老年人、醫療資源缺乏地區居民、癱病行動不便者，透過線上申請的媒合功能，送物理治療師到宅進行物理治療。
在經驗中，有位打石膏的骨折患者，怕痛不敢動，因長達三個月未做復健物理治療，赫然發現肌肉已萎縮。但相對的，有位年近百歲的老人家，因年紀大加上有慢性疾病，長期臥床，沒法外出，但透過到宅復健物理治療，他竟能站和走了。從上述對照即知，對功能喪失者而言，「即時」居家物理治療有多重要。
誠然，目前患者的就醫習慣仍停留於「到醫院看醫生」，不過，唯有透過最新科技的「遠距照護」才能突破傳統就醫模式，真正做到「即時」醫療服務與諮詢，此一智慧醫療的新趨勢對提升醫療品質及患者的貢獻，值得我們拭目以待。
（作者為醫師）

科學家把木頭材料變透明，還能比玻璃更堅固又耐用

一般人對木頭的印象應該就是一種具有「木頭」色的材料，古色古香的感覺更是讓許多人愛不釋手，但若要把木頭與透明劃上等號就著實讓人捉摸不透。不過科學家就是要打破你的眼鏡，運用簡單幾步驟就能讓木頭變呈透明的材料，還能比玻璃更耐用又堅固。

瑞典皇家工學院（KTH）研究團隊在近期開發了一種全新的透明木頭材料，這種材料的製作方式不僅相當簡單，還能被大量製造，研究團隊也渴望未來此材料將能取代製作太陽能電池中所需使用的玻璃與窗戶等，並在市場上真正派上用場。

而其中團隊之一的 Lars Berglund 教授也表示，雖然透明木頭早已有科學家在分析木頭成分時就已成功做過，但他們所使用的方法更簡單，輕易就能大量製造。而他們也透露，製作方式只有簡單的兩步驟，首先先將薄的木板放進化學溶劑中溶解出木質素，待所有木質素都被溶掉後，整塊木板就會看起來微透明又帶點白色。

然而，若只經過這一步驟，木板就會變得相當的軟，失去原本木頭堅固的特性。這時，科學家再將這塊多孔的微白木板注入透明聚合物，讓這些分子能著實地進入每一個孔洞，最後才真正成功的做成了首圖那一塊微透明但堅固的木板。

Berglund 也表示，木頭是目前在建造大樓時最常使用又對環境有益的材料，而若能重複利用它的話將能進一步的達成永續發展的目的。此外，他們未來發展的下一步是希望能更加提升這款材料的堅固性，並且將製程提升至大規模的製造，更打算嘗試使用看看不同品種的木頭，了解其中的差異性。

咖啡渣再利用 變身3D列印材料

除了拿來種花，多數人都將咖啡渣倒掉，高苑科大師生覺得可惜，把咖啡渣製成3D列印材料，不但可製成各式產品，還保有一絲咖啡香氣。

高苑科大師生廖心慈、吳進三、鄭新助、蔡育軒等人組成的團隊，以「回收咖啡渣複合材在商品的應用」在莫斯科發明展中拿下特別獎和一面金牌。

鄭新助解釋，咖啡渣是台灣常見的生活廢棄物，丟棄太浪費，因此他們結合時下最夯的3D列印技術，提高附加價值。

研究團隊將咖啡渣磨細，與玉米澱粉提煉的聚乳酸混成複合材料，製成3D列印膠條，便能透過3D列印機射出成型，製成垃圾桶、咖啡杯等產品。

鄭新助解釋，這項技術的關鍵，在於咖啡渣有40％的油脂，如果不處理，製成膠條時會無法抽條。因此他們將咖啡渣的油脂抽掉剩下5％，如此一來便不會熔化，也可保留部分咖啡香氣。

目前這項技術已經商品化，比既有3D列印膠條成本下降3至5％，更重要的是使用的都是生物可分解材料，也能為環保盡一分心力。

台灣代表團參加2016年莫斯科阿基米德國際發明展傳回捷報，一共拿下29金、25銀、6銅和5個大會特別獎，總成績僅次於地主國，排名國際第二。