湯偉鉦、廖盈甄、周于傑 / 工研院材化所
本文藉由深入探討2026年第25屆日本國際奈米科技展,剖析全球頂尖材料技術的最新發展趨勢。展會核心聚焦於低碳、永續與複合材料之應用。文中重點介紹日本觸媒開發之海洋生分解塑膠、高折射有機粒子及環保水性乳液;物質材料研究機構(NIMS)之高性能電致變色節能智慧窗;以及NEDO與新明和工業、川崎重工合作研發的熱塑性複合材料輕航輔翼與氫動力航空機技術。此外,亦涵蓋多項先進的CO2捕捉與純化薄膜技術、負熱膨脹材料、超輕量構造材料,以及新興的線上檢測與混煉設備。這些前瞻技術展現了奈米材料在節能減碳、綠色能源與智慧製造領域的跨世代突破,為次世代產業永續轉型提供關鍵引領。
一、展會介紹
日本國際奈米科技展(nano tech)是全球規模最大、最權威的奈米技術盛會之一。2026年已邁入第25屆,該展會不僅是頂尖材料與技術的展示平台,更是研究界與產業端對接的核心場域(圖一)。奈米展屬於綜合複合型產業展覽,本年度與會廠商分別有機能功能樹脂(水性、低交聯低能耗硬化劑、環保回收樹脂、耐油耐水、防水、防油、可剝離型塗層、抗菌等)、奈米碳材(以CNT、CNF為主)、奈米材料分散/儀器分析設備商、奈米導電/半導體材料、新能源材料(太陽能薄膜、電池)、PFAS等應用廠商。台灣方面,也由中研院籌設台灣主題館,邀請國內大學、工研院、相關業者聯合展出台灣奈米科技,內容涵蓋「奈米生醫」、「奈米檢測與儀器設備」、「奈米材料及其應用」、「能源與環境」四大領域,共計展示18項科技研發成果。
圖一、2026日本奈米展於東京國際展示場(Tokyo Big Sight)舉行
【內文精選】
■ 金屬超分子高分子(Metallo-Supramolecular Polymer; MSP)
為基礎的高性能電致變色(Electrochromic; EC)材料,透過金屬離子與多配體之間可逆配位所形成的動態高分子結構,使材料在低電壓驅動下即可進行穩定且可逆的氧化還原反應,進而產生顏色與光譜吸收的可控制變化,如圖五。該系統具備多色性、可見光至近紅外光吸收可調、反應速度快、且在斷電後仍能維持顯示狀態的記憶性,同時展現超過10萬次以上循環切換的高耐久性。此外,該材料可在常壓下以塗佈方式製膜,並可應用於玻璃或塑膠等多種基材,有利於大面積化與低成本製程。
圖五、EC 薄膜在有色與無色狀態之間可逆切換機制
■ Misario新型負熱膨脹材料PyroAdjuster®
日本新創公司Misario 所開發的 PyroAdjuster® 為新型陶瓷微粒,透過研磨與重結晶法等粉末製造技術,粒徑可達5微米。其最大特色為材料在受熱時會產生收縮現象,可有效解決許多材料面臨的熱膨脹控制問題,如圖十二。一般固體材料皆會因原子熱振動而產生熱膨脹,雖肉眼難以察覺,但在半導體積體電路、功率元件、5G 通訊設備、精密光學與精密製程等高科技領域中,微小的熱膨脹也可能造成重大影響,因此熱尺寸穩定性已成為關鍵議題。此外,在液態氫儲運管理、燃料電池等脫碳技術發展中,熱膨脹控制亦扮演重要角色。若該負熱膨脹材料亦具有潛力導入至異材質複合領域,例如異材質貼合,兩界面材料的熱膨脹係數差異過大時,易產生翹曲或變形問題。若能透過添加 PyroAdjuster® 作為熱膨脹補償填料,將有機會改善材料在熱循環或加工過程中的翹曲現象,提升產品外觀品質與尺寸穩定性,未來可作為功能性複合材料開發的重要參考方向。
圖十二、PyroAdjuster®隨溫度而產生體積變化
■ 東麗株式會社超輕量構造材料
東麗株式會社(Toray Industries)展出超輕量構造材料 TORAYCA® CFRF。這是一種結合東麗獨家技術的新型素材,核心結構在於利用碳纖維的三次元網絡來補強多孔質體。這種設計充分發揮了碳纖維的高彈性模數與多孔結構的極輕量特性,能在極低密度(比重約 0.3)的情況下,展現出足以媲美纖維增強塑料(FRP)的剛性表現。在性能表現上,CFRF 展現了驚人的輕量化優勢 ---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。