高值化關鍵化學品與應用
台灣將晉升至已開發國家之列，理論上台灣生產的產品或材料，具有高附加價值的機能性或高值化產品的比例也要提高。合成化學產品或材料如同料理烹飪一樣，好的料理要有好的食材，而高階化學產品暨其衍生材料物性，往往取決於關鍵化學中間體，以及對應的觸媒製程暨材料聚合與加工技術，這是台灣化學材料產業需要迎頭趕上且努力的方向之一。因應化學產業面對國際綠色、安全、輕量化、高熱塑可回收，以及低碳/循環經濟等產
品特性需求，賦予材料耐溫、耐水解、耐候、高強度等特性，利於產品耐用壽命、易回收再製，或以更少材料製作成品，減少原生材料的使用量，達到循環減碳的目的，是對應未來國際品牌廠商要求暨碳交易稅的必須項目。台灣在聚酯、尼龍、環氧樹脂產品等方面，在國際供應鏈具有一定的地位，但高階應用端材料所需之關鍵化學中間體受到國際大廠壟斷，被限定應用領域或無法取得，導致失去發展的機會。工研院有鑑於此，已研發建立相關觸媒與製程技術，並擁有相關專利，透過本專題與國內業者互動交流，期共同探討高值新產品開發之機會。
由於傳統脂肪族尼龍6及66等工程塑膠的吸水率太高，造成應用產品的尺寸安定性變差且耐久剛性也逐漸下降的潛在問題。因此，透過對苯二甲酸單體改質的半芳香族耐溫/低吸濕之尼龍工程塑膠，如：PA4T、PA6T、PA9T、PA10T、PA11T等的推出層出不窮。「低吸濕/高熔點尼龍PA9T工程塑膠與應用」一文將簡介耐溫/低吸濕之PA9T工程塑膠的合成、市場與應用。
國內尼龍產業於泛用規格材料之上/下游產業完整，然而於高端材料仍缺乏自主新素材料源之生產技術，因而受制於少數具有生產能力的國際廠商。其中PA9T尼龍工程材料，因其高尺寸安定性等優異性能，已逐步擴大在消費3C與車用部件等運用範疇，此皆為台灣具發展優勢之產業，如何提升PA9T尼龍之掌握性，實為持續提升台灣相關產業競爭力關鍵。「PA9T尼龍關鍵中間體–壬二胺製程技術」一文說明目前壬二胺生產製程技術，並分析未來PA9T的運用市場。
脂肪/脂環族二胺具有黏度低、透明性好、耐候性佳等優異性能，多作為高階硬化劑，使用在利基型產品。除了用於高強度耐高溫環氧樹脂硬化劑之外，也可用於水性PU以及非結晶性透明聚醯胺(PA)的合成，廣泛運用於光學、電子、塗料及民生建材等產業。「功能性二胺硬化劑」一文將針對聚醚二胺與二氨基二環己基甲烷系列脂環二胺之技術發展現狀作一說明。
CBDO和CHDM是高性能聚酯材料重要關鍵原料，處於聚酯產業鏈的源頭，對整個聚酯產業鏈提升有重要的影響。工研院材料與化工研究所於特殊關鍵二元醇技術領域深耕多年，布局關鍵氫化技術領域專利，並建立相關二元醇技術平台，開發國內尚未生產且不易取得之斷鏈關鍵化學中間體原料，透過CHDM或CBDO等單體的導入，可協助下游應用業者發展未被滿足的產品，開拓機能性或高階產品，應用於民生環保材料、薄膜、醫療用零組件等領域。「耐熱安全聚酯材料暨其高碳數二醇關鍵中間體」有相關的介紹。
為了響應淨零排放趨勢，近年來用於皮革製品的聚氨酯材料已轉向環境友善、安全且無毒的水性化材料，使用關鍵材料—CBDO單體開發新型聚酯多元醇來克服水性化材料耐水解性差的問題，並突破水性化材料應用於高階產品的限制。「環境友善耐磨耐水解新型聚酯聚氨酯」一文介紹工研院提供另一種原料選項來開發高耐磨性、良好耐水解性且高韌性之水性聚氨酯材料，讓應用面除了皮革產業之外，也能拓展至其他如戶外運動、醫療器材等高值化應用領域。
新穎高端線上檢測技術與應用
材料分析包含材料基礎特性檢驗、異質材料介面匹配、元件或成品的功能驗證、最終產品失效分析等。以上問題往往都可透過實驗室內的高階檢測設備進行精密分析，一旦到了產線上，只能進行單一項目的檢測。但若檢測項目精度要求高，且市面上還未產生相關設備，則會改用抽驗檢查。台灣不斷朝高經濟價值的製造技術發展，品質穩定是台灣得以存活、立足於世界市場的關鍵之一，因此從抽樣檢測轉換成線上全檢的需求一直存在，且日益重要。
近年來，隨著人工智慧與機器學習等的大量普及，加上少子化帶來的人力短缺，環保意識抬頭，綠色料源回收再利用等，在在促成一些新的線上檢測需求。本期另一專題「新穎高端線上檢測技術與應用」將介紹工研院材化所正在進行的創新線上監測技術發展，跟各位讀者分享因應循環經濟議題而生的新檢測技術。
電漿、紫外光臭氧等表面改質處理，都需要即時鑑定改質的效果，以確保表面活化製程的時效性。「表面處理與表面能快速檢驗系統」一文介紹工研院材化所開發的表面能快速檢測系統，可以分析各種材料的表面特性與界面相容性，協助分析界面缺陷成因，並加速國內複合材料產品開發。快速鑑定表面改質性能的新檢測方法分別為表面奈米力學鑑定方法，專門針對微米尺度的定位與表面能定量檢測，進行特殊位置的接合強度評鑑，以協助新製程研發、產品抽樣、線上檢測等，達到材料表面與界面接合強度的快速檢驗目標。另外，介紹可適用全面積的接觸角掃描影像技術，提供快速且大面積全檢方案。結合線上噴霧與雷射掃描技術，可分析表面處理前後的材料潤濕性，且不受材質、顏色的限制，提供快速、即時、大面積全檢的表面濕潤分布資訊，滿足業界需要大面積改質的品管檢驗需求。
儘管台灣擁有世界數一數二的半導體製程技術，早已建立完善的自動化技術，但仍有許多產業依舊使用大量人力去執行反覆的製程監控與抽驗，無法順利跨入工業4.0。「應用在化工產業的線上光學與影像監測技術」一文探討如何使用智慧化的分析方法與機器視覺技術，導入傳統製程並跨過自動化的門檻，文中並介紹幾種常用在化工製程的光譜監測技術。
「永續發展」與「循環經濟」的推動，是全球政府與企業持續努力的目標。快速且具有精準分選的非接觸式光學技術，將會成為未來廣泛應用在回收分類的趨勢。由於國內回收業者缺乏高階光學分選器設備製造及開發的能力，仍需仰賴國際大廠的產品，成本高、分選率不足且未必符合在地回收的設備建置需求，導致回收量能受限，形成回收業及料源回用的產業鏈斷層。為了落實綠色智能創新技術，目前工研院積極與國內回收及光電設備開發廠商合作，共同投入技術研發，同時開發工業循環下之高值創新材料與技術，進行循環經濟相關技術布局，透過精準材料分選技術，可提升國內回收廠商在世界市場之競爭優勢。「智慧化的自動光譜辨識技術開發及循環經濟應用」一文做了相關介紹，透過發展智能創新檢測技術，可望超前部署綠色材料商機。
水中溶解性有機物影響水質層面廣泛，一個可支援水中溶解性有機物之檢測平台，對國內水質檢測、水處理程序乃至再生水推動至為重要。「水中溶解性有機物檢測技術與進展」一文以光譜、分子量差異及與分離管柱作用力三種不同方式，介紹檢測技術進展，並且針對低分子量之中性物質－尿素，說明工研院材化所開發之尿素線上檢測技術概況。
主題專欄與其他
照明光源與人們生活息息相關，尤其對於經濟繁榮、物質文化生活豐富多彩、交通便捷安全、環境優美舒適等的開發國家而言，照明光源的要求越來越高，對於傳統照明使用的大功率高壓放電燈也相對重視。「大功率微波電漿光源的發展與應用」一文說明利用微波驅動方式所產生之大功率電漿光源開發，此無污染又長壽命之光源，已分別應用於科技與民生各種不同之新領域，例如光電產業製程所需的模擬太陽光、大型植物工廠之補光照明，以及農牧漁食品工業之烘曬等應用市場。
「波導技術於下世代通訊技術應用」延續上期，介紹CPO技術的發展、國際與台灣企業的投入，以及波導技術在CPO晶片組光路封裝的應用與展望，並與業界分享工研院累積多年的光波導技術經驗。
在全球塑膠產品造成環境及生物危害的議題持續發酵下，生物可分解材料被期望應用於不易回收之一次性產品或包裝上，在使用後能藉由微生物的分解而回到大自然。但是為了在材料性能與分解性上取得平衡，目前商業化的生物可分解材料，如PLA/PBS/PBAT等皆需以工業堆肥方式處理而受到場域上的限制。「可調控生物可分解材料開發」針對工研院常溫生物可分解材料設計概念及膜材加工特性之改質技術進行說明。
在節能減碳的趨勢下，再生能源發電的比重越來越高，電力系統亦產生結構性的變化，原本中央化發電慢慢導向區域化發電，區域性發電主要用於滿足自有的電力需求，也因此使能源儲能系統成為不可或缺的一環。由於各國積極導入更嚴苛的車輛排放標準，電動車的數量持續成長，巨大的充電能源需求將使電能的傳輸電網和創能面臨嚴峻的挑戰。「高速飛輪儲能系統與其充電應用願景」一文介紹導入飛輪儲能系統，和各種電池搭配應用，以提升充電速度及充電功率。工研院高速飛輪可提供快速充放電，使充電時間大幅減少，和電網或電池搭配應用時，可以提高充電站的等效輸出功率。
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