臺科機械系特聘教授陳品銓、化工系教授葉禮賢分別以高速微透鏡陣列製造、全紙基環境吸濕產電電池,兩項前瞻科研技術,勇奪今(2023)年國科會未來科技獎。
未來科技獎今年已邁入第七年,在國科會、中研院、教育部、衛福部支持下,今年淨零科技、AIoT智慧應用、生技新藥與醫材、人文科技4領域、逾500件指標技術報名,最終評選80件具創新、前景與國際市場潛力的得獎作品。10/12-14在台灣創新技術博覽會(TIE)未來科技館實體展出。
微透鏡陣列近年來由於智慧製造、光通訊與3C產品應用需求提升,已成為高潛力的精密光學元件。不過,光一片普通的微透鏡陣列售價就高達1-2萬元。主因是傳統以精密加工與微影蝕刻技術,製造成本高、時間長。
陳品銓團隊將數位灰階與失焦法整合至數位光(DLP) 3D列印技術,順利將一組微透鏡陣列製造時間縮為10分鐘、成本壓低到100元,列印成品的解析度與市售產品相比相當有競爭力,加上數值孔徑、透鏡形貌有更大的設計彈性,有利擴大微透鏡陣列的可應用範圍,因為解決這些痛點獲獎。
榮獲未來科技獎,陳品銓感謝國科會、臺科大高速3D列印中心以及帆益科技教育在經費與設備上的支持,陳品銓坦言,團隊六年研發過程,不斷經歷撞牆期,也常自我懷疑「研發方向是否錯了?」但在參與國際研討會以及眾多文獻啟發下,三年前才成功看到微透鏡陣列雛形,歷經無數次材料與參數調整才有現今較成熟微透鏡陣列製造技術。
目前,這項技術已加入AI輔助微透鏡陣列設計,協助使用者快速設計出符合光路的複雜微透鏡陣列樣貌,他希望後續能夠將這項技術與產業合作、順利應用到業界。
葉禮賢以全紙基環境吸濕產電電池獲未來科技獎肯定,這是台灣第一個自發性捕捉空氣中水分子發電的電池,利用親水紙纖維基材搭配二維導電材料、有機金屬框架(MOF),自動吸收空氣中的水分,透過毛細壓力、蒸發,驅動水分子與離子移動產生電能。
這款純綠潔淨能源,輕巧、便宜、發電穩定持久、可以重複使用。擺脫傳統太陽能、風力發電等綠色能源設備龐大、造價昂貴等限制。研發團隊目前已將吸濕產電電池導入工程計算機、手錶及LED。
葉禮賢說,找尋新的永續潔淨能源是很大的議題,吸濕產電電池提供產業一種新世代永續潔淨能源的選擇,團隊將持續研發提高產電效能,尋求產學合作讓這個概念有機會實際運用在產品與產業中。