科技動態

受軟骨奈米結構啟發的高性能電池材料平台

在全球能源轉型的進程中，電池技術正成為關鍵基礎設施，從電動車、儲能系統到未來的空中移動載具，幾乎所有低碳技術都高度依賴電池性能。然而，目前電池產業面臨多重結構性挑戰：一方面，能量密度提升有限，使電動車續航與成本難以同步突破；另一方面，電池安全性（熱失控）、原材料稀缺與供應鏈壓力，也持續制約產業發展。 其中，一個關鍵但常被忽略的核心元件是「隔膜（separator）」。這個位於正負極之間的薄層材料，必須同時具備高強度、良好離子傳導性與安全隔離能力，但傳統材料往往難以兼顧這些性能，使電池在效率與安全之間存在權衡。 自然界中，人類關節中的「軟骨（cartilage）」提供了一種高度優化的材料模型。軟骨是一種兼具強度與柔韌性的生物材料，能在長期壓縮與摩擦下維持穩定結構，其關鍵在於奈米尺度的纖維網絡與可調孔隙結構，能在承受機械壓力的同時維持流體與分子的有效傳輸。 美國新創Valerion…

受皮膚微結構啟發的生物基高性能材料

在全球材料產業轉型的關鍵時刻，「替代皮革與塑膠」已不再只是環保議題，而是供應鏈、法規與消費市場共同驅動的結構性挑戰。紡織與材料產業目前約占全球10%碳排放與20%淡水污染，而皮革製程涉及高污染鞣製化學品與森林砍伐；另一方面，合成皮革與替代材料多依賴石化塑膠，不僅難以回收，還持續釋放微塑膠，對生態與人體健康造成長期影響。…

受角蛋白結構啟發的無毒高性能塗層技術

在當代材料產業中，塗層（coatings）無所不在，從建築材料、紡織、電子產品到日常消費品，其功能涵蓋防水、防污、保護與美觀。然而，現行主流塗層技術多以石化材料為基礎，不僅高度依賴塑膠與溶劑，還普遍含有揮發性有機化合物（VOCs），對人體健康與環境造成長期影響。更關鍵的是，這些塗層在使用與降解過程中會產生大量塑膠微粒，成為全球水體與生態系的重要污染來源之一。傳統塗層產業每年相關碳排放高達數億公噸，已成為永續轉型中難以忽視的結構性問題。 自然界中，角蛋白（keratin）提供了一種截然不同的材料設計邏輯。角蛋白廣泛存在於毛髮、羽毛、指甲與角質層中，能在保持輕量的同時提供高度強度與保護功能。其關鍵在於蛋白質鏈的層狀或螺旋結構，透過多重弱鍵（如氫鍵、凡得瓦力）形成穩定而可調節的網絡，使材料同時具備韌性、耐久性與可逆性。…

受蛇類反向牙齒機制啟發的血栓清除技術

在全球醫療體系中，中風（stroke）仍是導致死亡與長期失能的主要原因之一，其中約九成屬於缺血性中風，來自血栓阻塞腦部血管。時間在這類疾病中極為關鍵，每延誤一分鐘，患者失去行走、說話或自理能力的風險便顯著增加。儘管現行醫療已發展出血栓抽吸導管與支架取栓器（stent…

受蛞蝓黏液機制啟發的高強度手術水凝膠

在現代醫療體系中，傷口閉合與止血看似成熟，實際上仍存在長期未解的技術瓶頸。傳統縫合（sutures）與釘合（staples）雖然廣泛使用，但可能造成組織二次傷害與感染風險；而現有醫療膠與止血材料，則常依賴人體凝血機制或動物來源蛋白，在濕潤、流血、且持續運動的組織環境中黏著力不足，導致手術併發症仍高達三成以上。…

受植物訊號調控機制啟發的「木材培養」術

在全球永續轉型的壓力下，木材這項看似「天然」的資源，正面臨前所未有的結構性挑戰。高品質木材多來自生長數十年甚至上百年的樹種，而這些樹木正因過度砍伐與棲地破壞而快速減少。資料顯示，全球約有三成樹種正面臨瀕危風險，森林流失每年帶來高達數十億噸的碳排放，甚至超過交通運輸部門的總和。…

受翼果旋轉飛行機制啟發的低風速風力發電技術

在全球能源轉型加速的背景下，風力發電被視為最具規模潛力的再生能源之一。然而，現行主流風力技術高度依賴中高風速環境，多數商業風機需在約10…

生物製造新想像! 受原始細胞（Protocell）啟發的「微型酵素工廠」

在當代化學製造與材料產業中，一個長期存在但尚未完全解決的問題是：如何在兼顧效率的同時，降低能源消耗與環境負擔。傳統化學製程往往依賴高溫、高壓與複雜催化系統，帶來高碳排與安全風險；而生物製造（biomanufacturing）雖然提供低溫、低碳的替代路徑，卻常面臨反應效率不足、系統脆弱與難以規模化等挑戰。如何同時擁有「化學工業的效率」與「生物系統的溫和條件」，成為關鍵技術缺口。 自然界在生命起源之前，或許已經提供了一種解答。科學研究指出，早期地球中存在一類稱為凝聚層或凝聚液相（coacervates）的結構，這些沒有細胞膜的微小液滴，能自發形成局部化學環境，使反應物被集中並加速反應進行，被視為原始生命反應的前身。…

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