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CH06 未來材料科學與智慧生活 - Coggle Diagram
CH06 未來材料科學與智慧生活
1. 材料科學概論與分類
基礎材料分類
金屬與合金： 高熵合金（高強度且耐腐蝕）、記憶合金。
先進陶瓷： 生物相容性陶瓷（用於人工關節）、透明陶瓷。
高性能聚合物： 導電塑膠、自修復彈性體。
複合材料趨勢
纖維強化材料： 碳纖維與陶瓷基複合材料的航太應用。
功能梯度材料： 根據位置改變物理性質的智慧材料。
2. 奈米技術與前瞻材料
奈米尺度特性
量子尺寸效應： 奈米顆粒呈現與體材料不同的電性、光學與磁性。
高表面積： 提升催化反應效率，應用於廢氣處理。
低維奈米材料
二維材料： 石墨烯、過渡金屬硫化物（用於超薄電子元件）。
一維與零維： 碳奈米管、量子點（用於顯示器增色）。
3. AI 與智慧材料的需求面向
AI 驅動的材料研發
材料基因組計劃： 利用 AI 預測新材料的化學成分與結構。
高通量實驗： 加速篩選最優性能的電池或超導材料。
智慧與適應性材料
壓電材料： 將機械震動轉化為電力，應用於智慧路面。
4D 列印材料： 3D 列印後的物體能隨溫度或水分改變形狀。
4. 材料科學與永續生活
綠色與環境科技
生物可降解塑料： 減少海洋微塑膠污染。
循環經濟材料： 易於回收再利用的環保合金與包材。
能源與通訊應用
固態電池材料： 提升電動車安全性與續航力。
寬能隙半導體： 氮化鎵（GaN）應用於快充，降低能源損耗。