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工研院奈米技術 引領輕量、智慧、節能新商機

工商時報記者/袁顥庭 2017.10.20  12:52

工研院奈米技術 引領輕量、智慧、節能新商機

奈米百變應用一次看個夠!工研院在20日發表一系列應用奈米技術開發的最新產品,包括可為車體降溫攝氏20度的反射型隔熱車用塗料,導熱性佳、可防電池爆炸的防延燒複合材,以及又輕又穩、讓產線運作更快速順暢的碳纖維機器手臂等技術。

工研院材料與化工研究所副所長陳哲陽表示,奈米技術已廣泛運用在各項生活及產業之中,不僅半導體產業持續追求奈米級先進製程,傳統產業及製造業也紛紛應用奈米技術材料的輕量化、智慧生產、節能與安全等特性進行產品開發。此次奈米技術國際論壇暨產品展示會展出的原型產品就具有上述特點,如智慧防撞複材可應用於老人照護,高節能的機器手臂則可運用於智慧化製造,以及自動化快速接著成型PUR樹脂可用於鞋材黏貼。

工研院舉辦「奈米技術國際論壇暨產品展示會」,現場展出可為車輛降溫的深色反射隔熱塗料,可降低表面溫度10~20度,減少汽車油耗,以及每秒可抓取4次、少振動的碳纖維機器手臂,和導熱性為一般塑膠3~4倍、可從「外部」保護電池的防延燒複合材料。展示會現場三大亮點介紹如下:

在炎炎酷暑下,進入停放在路邊一段時間的愛車、準備重新發動時,車內灼人的高溫往往讓人難以忍受。工研院研發的深色反射隔熱塗料技術,正可以解決這個駕駛人頭痛的問題。此項反射型隔熱車用塗料,主要係將深色顏料與高紅外線反射材料結合,達到可見光吸收(深色)與紅外線反射(隔熱)之效果,顛覆深色材料易吸熱的自然法則。實驗顯示,同步於太陽下照射30分鐘後,塗佈工研院隔熱塗料的黑色車體,比一般黑色車體車頂的溫度足足低了攝氏14度。此項技術可降低表面溫度10~20度、室內溫度約5度,有效減少汽車油耗。除汽車外,也可應用於建築、屋頂、外牆,可降低建築物室內溫度並減少空調電能使用量,並有效降低室內溫度2~4度、節省10-30%空調電能。

機器手臂在高速進行產線包裝時,往往需要較長時間等待振動衰減,難以即刻抓取物體。工研院所開發的輕量化碳纖維制振複合材料,內部包覆多層奈米碳管,運用多層奈米碳管間的滑動抵消外部施力,以降低手臂結構體運動時產生的振動,解決鋁合金機器手臂振動衰減時間過長的困擾,抓取速度可從1秒2~3次、提昇至4次,大幅提升產線效率。此項技術除系統運轉節能可達40%以上,且所開發的碳纖維支臂之阻尼性質可大幅提高,震動衰減時間縮減50%,剛性亦不受影響,並已獲得美國、台灣專利,目前正進入整合原料廠、複材廠、自動化設備系統廠等上中下游廠商合作試產,力求建立台灣本土完整的智慧機械產業鏈。

工研院除開發可從電池「內部」阻絕熱爆走的高安全性鋰電池STOBA材料外,再度開發出可從「外部」保護電池的防延燒複合材料,因兼具高導熱、高強度、耐撞擊與阻燃等特性,故非常適合取代現有電池組電芯支撐與固定機構(Holder)及外殼之塑膠材料,在常溫下可幫助模組均熱、散熱,耐熱度達300~400度,導熱性為一般塑膠3~4倍。當電池發生爆炸時,在高溫時具備阻燃特性,可有效抑制單顆電芯異常爆炸時的延燒效應,大幅提高電池組的安全性。目前,以採用10顆2.5Ah、電動車所使用的18650電芯並聯進行GBT31485-2015之針刺測試(針徑:3mm,針速25mm/s),本材料在短路引發電芯爆炸後,在短時間內有效遏止火勢蔓延,展現卓越的延燒防護能力。

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