奈米技術在複合材料上的應用受到重視
由20世紀末期興起的奈米科技浪潮,經過10年的研發逐漸在各個領域上發展出商業化材料和產品。近年來,奈米科技應用在複合材料上受到重視,不論是新型奈米粒子的功能、複合材料物化性質的改質,或是在延伸應用的研究上,都有快速的發展。而奈米材料的問世,除了為新型複合材料的合成提供了新的契機,也為傳統複合材料的功能性或製程改良,提供了令人期待的前景。
圖二、奈米級複合材料的五大應用市場
奈米提升複合材料性質
奈米複合材料的定義一是填料尺寸面的定義;另一則是附加的功能面的定義。由複合材料觀點觀之,有機聚合物材料及奈米填料(有機或無機材料)之組合,在物化性質上有明顯提升,方稱之奈米級複合材料,在應用面上主要有高分子奈米級複合材料、陶瓷複合材料及金屬複合材料三類。
奈米複合材料的優點在於添加奈米後的性質提升最有效率,主要提升材料的導電性、耐熱性、剛性、阻氣性、低吸濕、難燃性,無論傳統產業或高科技產業奈米材料應用每年都有新產品問世。也由於奈米複合材料的物理化學性質穩定,回收後保持產品外觀性,適合多次回收再利用,符合現代消費者對於環保材料的需求趨勢。
先進國家高分子奈米複合材料發展模式
由於2000年後奈米材料的市場商機逐漸顯現,因此近幾年來國際各大廠極為活躍,由2004-2008年來的全球廠商動態(表一)我們不難發現,國際大廠採取不同程度策略聯盟的合作方式共同開發市場,其原因可能是奈米級產品不僅技術門檻極高,又有專利的保護,製造成本也需要大量的生產規模攤提才可行。採取合作共同開拓市場的方式不僅可免去開發技術的成本,也可輕鬆打入其他市場的配銷管道,以延伸企業對外發展空間,目前已經逐漸成為廠商降低風險、分擔研發成本、學習新技術與研發新產品的重要方式。
觀察近年來國際大廠的策略合作方式可分為以下三種:技術交換或授權、聯合產品開發、銷售及配銷合作。
1. 技術交換或授權(cross-licensing agreement):
是指廠商形成聯盟,各自從事研發,成功之後再相互授權,不僅可達到人員與資訊的交流,亦可降低交易成本(transaction cost)。實際例子有美國Amcol與日本三菱瓦斯化學公司合作,以Amcol的技術製作多層PET瓶防護層;富勒烯的生產則整合了TDA Research、日本本莊興產與三菱化學的生產與製造的專利技術技術。
2. 聯合產品開發:
美國Ecology Coatings與NanoDynamics共同研發出包含有機聚合物的特性與無機物質優勢的奈米級複合塗料聚合物,提高了原有基材的特性;瑞士Schoeller紡織公司則與Clariant特種化工產品公司共同研發新的紡織品處理技術,可減少後處理時化學藥劑對環境的污染;法國的Nanoledge南美分公司則與加拿大Nova Chemicals在法國市場共同發展Nanoledge的NANO IN Res BASE系列產品;義大利藍地其(Radici Group)集團則與瑞士的化學公司共同合作生產一種可抑菌的奈米級紗線。
3. 銷售及配銷合作:
指產業鏈體系或有關聯性廠商共同推動新產品,以美國工業奈米公司(Industrial Nanotech Inc.)來看---本文節錄自材料世界網「材料最前線」專欄,更多資料請點選下方附檔。
作者:曾繁銘、蔡瀚儀、林昭元/工研院產經中心
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