工業材料雜誌三月號推出「塑橡膠材料循環高值化」及「無人機技術發展與應用」兩大技術專題：材料世界網

廢棄塑橡膠材料的華麗轉世—塑橡膠材料循環高值化
塑橡膠材料產業在「開採、製造、使用、丟棄」的線性經濟脈絡下，業者為刺激消費，產品不斷推陳出新，消費者也習慣汰舊換新。塑橡膠材料產業具有技術密集、資本密集、高耗能等特性，雖然其產品附加價值高，但是製造過程可能產出廢棄物造成環境負擔。這種「用完就丟」的經濟發展法則，不但造成地球資源耗竭，同時產生出大量廢棄物。聯合國統計資料顯示，2018年全球塑橡膠材料廢棄物總量高達6,400萬公噸，且每年正持續以6~8%的速度快速增加，其中60%以上仍以掩埋及焚燒為主要處理方式，目前僅有16%的廢塑橡膠材料被回收再利用。聯合國統計資料亦指出，每年有超過800萬噸的廢塑橡膠材料流入海洋，現今海洋中有超過1.5億噸的廢塑橡膠材料。預計至2050年，世界海洋中的廢塑橡膠材料總重量將超過海中魚類總重。越來越多的動物因廢塑橡膠材料喪命，而經過自然分解產生的塑橡膠微粒進入食物鏈，也已經影響到生態乃至人類的生活。因此，在國際限塑政策的趨勢下，如何有效將廢塑橡膠材料循環高值化以落實循環經濟，成為全球塑橡膠材料業者關注的議題。

首先檢視全球限塑做法，「循環經濟下限塑法規的走向與低碳材料的市場契機」一文指出，歐盟與Ellen MacArthur基金會是目前推動塑膠循環經濟的重要觀測機構。其中，歐盟建構54種形成產品封閉循環生命週期的方式，建立回收材料的應用體系，塑膠材料以「提高歐盟各國的塑膠回收比例」與「建置塑膠回收材料的應用產業鏈」為重心，同時推動「新創塑膠製品」、「創新材料」與「生質塑膠」的應用。Ellen MacArthur基金會則推動「新塑膠經濟倡議」，從塑膠製品使用的龍頭廠商（如：家樂福、高露潔、雀巢、可口可樂、聯合利華）簽署此倡議，來改變目前塑膠製品的功能設計與塑膠材料使用的種類。傳統石化塑膠材料要形成封閉循環，現階段實踐的可行性不高；生產原料多數來自於植物的生質塑膠變成了朝向塑膠材料封閉循環的重要發展選項。

而因應海洋廢棄物（簡稱海廢）污染成為全球僅次於氣候變遷的第二大災難與呼應聯合國永續發展目標第14項倡議減少海洋污染，本專題亦揭露目前台灣塑橡膠材料回收廠商與工研院材化所對海洋廢棄保麗龍、廢輪胎與廢橡膠材料的技術發展現況。首先，「海洋廢棄保麗龍循環經濟專案計畫」報導光寶科技從關心社會與環境議題出發，藉由與可處理海廢保麗龍之齊輝環保科技一起合作，協助深受海廢保麗龍污染的台灣離島（澎湖縣）進行清運處理。之後透過與工研院材料與化工研究所的改質技術合作，將處理後的保麗龍再製成生產鍵盤與滑鼠所需之再生塑料，成功與光寶科技本業結合擴大正面貢獻，開啟光寶科技發展循環經濟之序幕。

「廢輪胎熱裂解再生碳黑應用循環經濟」一文則介紹，全世界迄今處理廢輪胎最主要方式仍是作為燃料，但燃燒無法回收再利用為有價值材料，只會使資源不斷消耗，無法實現資源的永續利用與發展。「熱裂解」提供了一個有效處理廢輪胎的選擇，可使其資源化且落實循環經濟。裂解碳黑已成功回收再利用到輪胎、橡膠製品，甚至跨領域到非橡膠行業。要推動廢輪胎循環經濟，產業鏈內需要鏈結共生，產品、製程需要高值化技術支持，也只有建立在一個賺錢的商業模式上，才能夠實現永續發展。

機動車輛消耗產生之廢輪胎以及橡膠工廠於製程中產生之廢橡膠、不良品、廢邊料等廢橡膠材料，目前作為輔助燃料燃燒或以堆置與掩埋方式處理，造成環境汙染與資源浪費等之「線性經濟」問題亟待解決。如何將廢橡膠材料轉製成可循環利用的新料源，使其可減少天然資源消耗、降低環境汙染以及改善人民生活環境品質，已是當今全球「循環經濟」之大趨勢，亦是我國政府「5+2產業創新計畫」重要的推動政策之一。「廢橡膠材料的連續式解鏈再生與循環應用」介紹低能耗與低碳足跡之連續式雙螺桿橡膠解鏈製程技術，提供橡膠產業相關業者廢橡膠材料循環應用之解決方案，並思考如何將現行橡膠製程導入「循環經濟」創新思維，以高值化廢橡膠材料，開創綠色商機與提升橡膠產業國際競爭力。

夢想起飛—無人機時代來臨
新冠肺炎疫情肆虐，無人機成防疫奇招，除被用於進行監控、擴音勸導民眾不要群聚、把口罩戴起來，還有無人機紅外線量體溫、植保機全村噴灑消毒劑，甚至還有鑽石公主號郵輪乘客網購紅酒藉由無人機繞過警衛直接送達等，仿若科幻電影場景引起大眾對無人機應用的關注。商用無人機目前在農噴植保、巡檢監視、調查測繪、影像拍攝、通訊中繼、緊急醫療與物流遞送等領域均已投入測試應用。美國UPS與Matternet合作在北卡羅萊納州推出了醫療檢體快遞服務， UPS Flight Forward取得聯邦航空管理局(FAA)標準認證，對飛行機隊大小或營運規模都不再設限，且不再受到55磅起飛重量限制，還能夠夜間飛行；日本「未來投資戰略2018」開始在長野縣、福島縣、福岡縣、岡山縣、埼玉縣五個地區的山區，進行無人機物流配送測試，並預計2020年（東京奧運）投入都市地區的無人機物流配送作業；中國京東物流無人機已常態化運行，這些均顯示無人機商業應用已在全球展開布局。根據市調資料，到2025年商業無人機服務收入將達到商用無人機硬體銷售的2倍以上，未來無人機於各產業的應用值得期待！

「eVTOL無人機之發展與應用」一文從歷史面、市場面與應用面介紹無人機的發展與趨勢，並從空中物流、空中計程車等應用，從現在到未來願景探討電動垂直起降無人機(eVTOL)發展議題。面對當前國際政經局勢將左右軍用與商用無人機技術發展，文中亦綜合整理我國產/學/研動態發展與法規政策走向，期許法人對準國家政策目標，推動無人機產業正向發展，協助國內業者切進高階商用市場。

近年來，無人飛行載具(UAV)的發展日益蓬勃，同時，發展AI的軟/硬體條件逐漸成熟，包含晶片、網路、大數據、雲端計算、演算法、物聯網等日趨完備，使得各個應用場域（包含製造、氣象、環保、建築、交通、服務業等）所產生的巨量數據得以進一步地進行處理分析，也推動人工智慧技術向前邁進。無人機結合人工智慧(AI)技術，可應用於攝影、保全巡檢、貨運及農業噴灑等，延伸的應用使其為傳統做法創造更多元化的選擇。「AI於無人機之應用」介紹工研院使用無人機結合AI影像辨識技術，開發裂縫自動偵測演算法，已於實際橋梁場域進行驗證取得良好成果。未來將導入此技術至無人機橋梁巡檢作業，減少人力支出並提升巡檢效率。長遠看來，這場AI結合無人機的應用革命才剛開始，將會有更多國家、業者投入，有了這些創新且實用的元素，將為人類社會帶來更大的便利與安全。

過去由於飛控系統較不成熟及法令之規範限制，無人飛行器僅見於軍事應用；近年由於ICT與通訊技術進步以及關鍵元件之成本降低，各界積極開發相關應用領域，亦大幅拓展至商業用途，無人機商如雨後春筍般成立。無人機之技術發展已由前數年持續開發並趨近成熟之飛控、通訊等方面，轉為物流、載人等需挑戰載重與航時等物理限制之課題。無人機產業如需持續擴展應用，高載重與長航時實為必須開發並建立之技術，兩技術息息相關，皆以動力/能量密度提升為最重要之關鍵。「長航時電動無人機之技術發展與應用」針對長航時無人機之分類與最新技術進展進行介紹。未來長航時電動無人機（含複合動力）之動力源將以油電與燃料電池兩大系統為大宗，而多旋翼搭配燃料電池系統實為長航時任務之首選，其兼具高酬載與良好任務彈性，適合多種應用領域。

為解決全球都市化龐大交通運輸基建投資及人員通勤耗時等問題，各飛機製造廠商及新創公司已開始投入全自動、環保、低噪音、高操作效率及安全性等特點之電驅動垂直起降飛行器之研究與技術發展，並克服飛機載重、飛航時間及運作效能等難題，以實現短程都會區點對點、中程城市對城市及長程不限區域起降之飛行器載客商業飛行任務。「載客飛行器之技術發展」一文說明載客飛行器之特色與需求、電動載客飛行器技術發展現況、載客飛行器面臨的挑戰。載客飛行器或飛行車尚屬於年輕且前衛的新興產業，未來隨著產業的發展和私人客機市場的需求，透過各製造商的投入及平台設計定位，任何飛行器都可以選擇成為私人專屬的飛行裝置。相信在克服相關的技術問題與認證障礙，以及全球各國政府與廠商積極投入發展與法規研議下，不久後將可預見飛行車載客在空中飛行的場景。

主題專欄
地熱為自地殼抽取的天然熱能，這種能量來自地球內部的熔岩，並以熱力形式存在。全球地熱能主要分成直接利用與間接利用兩種方式，我國因地處亞熱帶，近年來對於地熱能的開發以間接利用的發電為主；而觀察國際趨勢，地熱直接利用亦成長快速，且由於技術的進步與市場需求的增加，許多國家往往同時進行多元的應用。市場瞭望專欄「全球地熱能發展之趨勢與多元應用」一文就地熱能目前多元利用方式與近期觀測地熱能應用的發展趨勢進行概要說明。

因應全球暖化、節能減碳、降低空汙，全球都在尋找兼顧環保又能帶動經濟的新能源決解方案，鋰電池儲能系統具有高能量密度、超長壽命、快速充電、高功率密度、安全與環保等特性，因此鋰電池儲能系統將是在最佳的儲能系統選擇。由於全球許多國家已經宣布全面禁售燃油汽車，電動車時代將來臨；而政府2025年再生能源達成目標20%，但大規模太陽光電與風力發電，其間歇性會對電網造成不穩定，需要儲能系統來穩定電力電壓與頻率。因此亟需發展新世代電池元件與材料在電動車及儲能系統應用，以解決電動車行駛里程不足與再生能源間歇性對電網電力所造成的問題。能源/儲能專欄「新世代電池材料在電動車與儲能系統的發展機會」延續上期與讀者分享最新技術趨勢走向。

鋰離子電池模組的應用必須以內建電池管理系統針對電池電芯的物理狀態進行監測，並藉由充放電開關的管制來保護電池，是鋰電池模組應用上受到普遍接受的必要設計。十多年來雖已經有許多成熟的電池管理晶片問世，使得電芯物理狀態之監測的設計簡化許多，但是在面對多樣化的高功率動力應用，充放電迴路的半導體開關控制設計仍有較高門檻，因而阻礙了電池模組產品在更大範圍的應用。接續上期，能源/儲能專欄「鋰電池模組電能管理的充放電迴路控制技術與未來應用」從電池模組在動力負載的應用情境分析，說明單電池模組與串接/並接電池模組的迴路開關控制方法，並提出引入磁性儲能元件與開關控制技術，以實現未來電池模組無縫接軌應用的可能模式。

生醫材料技術，經過多年演進已經成為組織修復與再生引導的重要工具，其中又以可植入人體、同時人體可吸收的薄膜類產品應用最廣、潛力最高、市場最大。但是，同為薄膜類產品，為了符合每一種組織各具特色的生理功能與環境，則需要技術團隊對於材料物理化學性質、加工條件變化、保存與滅菌參數，甚至臨床操作便利與安全性，有全盤的了解與考量，才能設計出符合臨床與組織生理需求的技術/產品。生醫材料專欄「組織生理特性依循之植入式生醫薄膜技術」一文介紹工研院再生醫學/生醫材料技術團隊，在多年的技術深耕與經驗累積之後，已經可以針對不同組織之修復需求，設計開發不同的技術產品，甚至連搭配的包裝與器械機構設計，也具備能量。無論是專利申請數量的累積，或是產業服務與輔導的深度，都已具備與國際先進大廠競爭之水準。

亞洲最大、全球最具指標性的電子產業綜合大展—「NEPCON JAPAN 2020」日前於日本東京圓滿閉幕。材料補給站「從NEPCON JAPAN 2020聚焦全球電子產業研發、製造最新技術趨勢」為讀者帶來展場第一手的巡禮。此項由7個展會組成的年度大展，內容涵蓋了材料、元件、電子製造、SMT、封裝測試、檢測分析及模具、切削、精密加工等，完整串聯起電子製造業上、中、下游各個不同領域，同期展出的還有由6個子展會組成的「AUTOMOTIVE WORLD 2020」，展示內容包括電子、EV、輕量化、車聯網、零配件與自動駕駛等，國際知名企業踴躍亮相，紛紛展示電子產業鏈下的最新技術與設備。工業材料直擊展會，針對5G用高速基板材料、散熱材料、半導體構裝技術、電源與電子設備等主題，報導Nippon Pillar Packing、AGC Nelco、中興化成、荒川化學、信越化學、住友Bakelite、Cosmo Oil、中央電子工業(CDK) 、昭和丸筒、Samsung、力成科技(PTI) 、SBR Technology、FLOSIFA株式會社、Murata、AMS、Nichicon、Nippon Chemi-Con、Rubycon、Taiyo Yuden (ELNA)、Kemet (Tokin)、村田製作所等公司的最新發展。該展明(2021)年將針對5G的零部件與AI檢測，開拓專門對應新展區，同時針對由5G、IoT共同建立的AI智慧製造有更多的著墨，以滿足商業交流的需求。