無機循環材料
「循環經濟」的概念乃是使廢棄物轉為有價資源，使大量囤積的副產物成為替代原料，以有效地利用這些「資源」，讓產業得以永續經營而無後顧之憂。循環再生應用技術之開發，除了兼顧技術與經濟效益外，更須致力於串聯不同產業，方能整合出各種不同替代原料之需求規格，以及使供應與需求量體能夠對應。透過本專題的介紹，期串聯各界讀者專家發揮所長，於循環經濟的材料產業鏈中找出自己的位置，共同創造更美好的新世代。
地表上最豐富的元素除氧之外，依次為矽、鋁、鐵、鈣，也因此最大宗需要資源化的無機材料時常包含這幾個元素。本期「無機循環材料」技術專題第一篇即從鈣的角度出發，「含鈣循環材料之應用技術」一文，介紹將廢棄物與副產物中的鈣萃取與產製碳酸鈣技術，並利用含氧化鈣之循環材料來捕碳與固碳並產製生物碳酸鈣，期望從各種廢棄物之傳統去化方式例如掩埋、鋪路之外，找出另一條具有經濟效益的高值化再利用管道，結合減碳與循環經濟，實現含鈣材料的真正循環。
鋼鐵業與煉鋁業產生之可資源化物質，其成分複雜，量體龐大，因此難以透過單一路徑去化。由於環保意識抬頭，鋁金屬使用量持續成長，其鋁渣處理問題也因此日益受到重視，透過濕法或是火法技術均可將鋁渣轉變為再生產物予以循環使用。「鋁渣處理技術現況與展望」一文分析若能協助鋁渣產出業者自行建立鋁渣處理技術，把鋁渣從廢棄物轉變為有價值的再生產品，將是扭轉長期以來鋁渣處置問題之關鍵，並建立真正的循環經濟。
「鋼鐵副產物之循環經濟前景」一文回顧鋼鐵副產物現行與潛力高值化應用方向，包括：建築與土木、CO2/SO2/NOx吸收劑、水處理劑、土壤改質劑、催化反應觸媒與高值金屬純化回收等。當鋼鐵副產物經過適當處理、調整、修飾與強化後，可使副產物的應用達到最適化與最大化，具有龐大的商機與潛力。在符合經濟與產業發展前提下，可積極實現企業永續經營的循環經濟目標。
台灣每年產出高達數百萬噸的燃煤飛灰，單以現行之處理或再利用方式無法完全滿足燃煤飛灰再利用、資源化之需求。「燃煤飛灰與牡蠣殼的創新應用」一文介紹，將飛灰與牡蠣殼或大理石污泥依比例混合，以牡蠣殼或大理石污泥為碳酸鈣原料，再與飛灰之主要組成SiO2、Al2O3氧化物反應，可形成有用的工業用原料—再生長石。本技術提供消化飛灰及牡蠣殼有效利用的解決方法，並創造循環經濟價值，可減少礦產開採，達到保護山林與環境的目的。另有「循環矽材–碳化矽開發」與「循環經濟下，淺談沸石合成技術」兩篇與循環經濟相關的文章，將接續於2022年1月號刊登，請有興趣的讀者密切鎖定。
民生醫療用高分子材料應用開發
高分子材料自發展以來，因其易加工成型、輕量、價格低廉等特性，而快速地在民生產業不同領域有多樣普及的應用。近年來，國外大廠紛紛投入更高值之醫用材料領域布局；國內在聚酯合成以及纖維紡織產業亦已建立相當技術能量。本期「民生醫療用高分子材料應用開發」技術專題以聚酯材料為出發點，盤點聚酯及可降解材料之國內外發展，並簡要說明未來可應用之領域。
目前國內尚無可降解生質聚酯材料之供應，僅能由國外進口，進行後段加工及應用製程。於此，工研院材料與化工研究所正積極開發各式生質減碳材料相關製程及應用，未來可適用於不同領域之發展。「聚酯材料應用與市場」一文，針對醫療材料之開發進行分析研究，建構發展生醫用聚酯材料之基石，並針對應用需求之規格建立相對應的技術指標，期可為國內廠商開拓聚酯高值領域拋磚引玉。
另一方面，單一材料已無法滿足人們對於生醫材料的性能需求，「生醫陶瓷微粉與聚酯材料混合分散技術」一文，針對生物陶瓷微粉分析、分散劑搭配及分散製程等三部分進行介紹。由於混合多種材料之多性能複合材料已成為必然趨勢，為了提升材料的性質與後續加工製程的可應用性，需藉由混合分散技術將多種不同的材料均勻混合，並針對無機粉體分析、溶媒與分散劑搭配，以及分散製程參數的調控，使混合複合材料達到1 + 1 > 2的特性，將是生醫材料未來不可或缺的技術。
醫療用植入性人工材料中，常有以聚酯纖維為原料之紡織品，如人工韌帶、人工血管等；經過纖維結構及特徵的優化，配合各種型態的編織手法，能夠大幅提升聚酯纖維醫療紡織品的效能，達到與自體組織器官相似、增加手術成功率。「聚酯高分子纖維醫療紡織品應用」一文，將介紹聚酯纖維醫療紡織品之製程與發展，並針對現有聚酯醫療紡織品進行優化改善，透過原料改質或是結構調整，使人工醫療產品更接近自體移植狀態，作為未來導入生物可降解纖維材料的基礎，此為當前再生醫療發展重要課題之一。
「生醫高分子複合材料於人工韌帶之應用」一文指出，透過改善PET與生物組織之間的親和性，膠原蛋白的表面改質及生物陶瓷混摻PET等技術，使新生組織（包含新生韌帶組織及新生骨組織）與人工韌帶材料融合，不僅可保留PET人工韌帶的高抗張強度優點，同時亦可促進韌帶組織再生與植體骨隧道間之骨整合能力，以解決因磨損所引起的使用年限問題，進而提升人工韌帶在臨床使用上之需求。
主題專欄與其他
隨著全球消費者的生活水平提高與經濟發展提升，產品的功能性與多樣性也逐漸受到重視，TPAE優異的彈性體性能在高附加價值產業，如電子電機、醫療與汽車工業將有極大的成長空間。「聚醯胺彈性體聚合技術與應用開發」一文，分析熱塑性聚醯胺彈性體(TPAE)特性，並對聚合技術做相關介紹。
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。
由於傳統脂肪族尼龍6及66等工程塑膠的吸水率太高，造成應用產品有尺寸安定性變差且耐久剛性逐漸下降的潛在問題。因此，不斷有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推出。「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。
隨著產品的需求日益增加，帶動軟性電子技術蓬勃發展，導引出多樣化的產品設計及應用，預期將形成新型態的產業價值鏈。「溶液型阻氣製程技術介紹與應用」一文，介紹新型態的溶液型阻氣製程技術，能提供軟性電子產業不同的思維及新型態製程的選擇，期待能在未來的應用中開展出一片新藍海。
因應未來智慧生活之趨勢，無光罩數位圖案化製程技術開發將有助於面板廠提升產品開發速度並大幅縮減開發成本，預期將可自上游材料與關鍵製程之開發驗證結合，降低研發風險。「無光罩數位圖案化製程技術介紹與應用」一文，介紹工研院近年來所開發之無光罩數位圖案化製程整合技術解決方案，能大幅降低傳統光罩高昂成本與製造往來時間，並替未來新興產品開發打樣、試產開拓新途徑。
凡對以上內容有興趣的讀者，歡迎參閱2021年12月號『工業材料雜誌』或參見材料世界網，並歡迎
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