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铁酸铋压电材料 不怕铅污染

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【大澳门威尼斯人赌场官网11月14日讯】〔自由时报记者陈怡静/台北报导〕电梯按键和石英表通常都采用压电材料,只要透过按压或振动就可产生电能,但效能好的压电材料多含铅,制程中或废弃后都可能造成铅中毒。交通大学研究团队成功将“铁酸铋”替代应用在压电材料上,不但效能好,还可避免铅污染,研究成果登上全球知名的“Science (科学)”期刊。

电梯按键、手表 可运用

台湾交大材料与工程系助理教授朱英豪与硕士生王智弘耗费一年半时间,与美国加州柏克莱大学、康乃尔大学、伊利诺大学等顶尖团队跨国合作,成功用氧化物材料“铁酸铋 (BiFeO3)”替代压电材料中的铅混合物。朱英豪笑说,希望“铁酸铋”未来可取代含铅混合物,成为新一代的绿能压电材料。

铁酸铋 取代铅混合物

朱英豪表示,传统压电材料薄膜得靠着两种以上混合物材料的含铅混合物,才能让材料呈现不同的厚度,提高晶格变化量,以达到较佳的压电效果,从电梯按键、滑鼠按键到石英表发条等生活用品中,都能看到压电材料的影踪。

但压电材料可能增加使用者铅中毒危机,在制程中或废弃后都得特别仔细,相对增加制程与废弃处理成本。

擅长氧化物薄膜成长技术的朱英豪说,经过不断尝试,他们发现“铁酸铋”只需一种材料,就可让薄膜晶格变化量达百分之二十,效能较含铅混合物还要好。

转换潮汐力量成电能

成本来看,“铁酸铋”与含铅压电材料相差不多,但王智弘指出,全球正追求无铅工业,重金属材料未来势必会退出市场,希望“铁酸铋”成为新一代绿能压电材料。朱英豪也说,压电材料可广泛应用,例如放在潮汐涨退冲击的海岸处,就能透过压电材料把潮汐力量转换成电能。

超年轻师徒 打造梦幻材料

有趣的是,这组两人研究团队堪称超年轻团队,硕士生王智弘今年仅二十七岁,指导教授朱英豪更只有三十四岁,但两人短短一年间已发表三篇文章在国际期刊,国际顶尖合作团队也超过十个。

朱英豪透露,他原想赴国外任教,却因仅有台湾博士学位遭到对方拒绝,让他发誓要在台湾研发顶尖产品,证明台湾出产的博士能力优异,甚至超越世界水准。


最年轻的师徒组合!34岁的指导教授朱英豪(右)与27岁硕士生王智弘(左),研发出新一代绿能梦幻材料。(自由时报记者陈怡静摄)


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