工研院材料與化工研究所的創新貢獻，同時也是該所的願景，包括建構具差異化的材化技術創新平台，以此追求技術突破；基於開放式合作理念，連結學界及業界，成為產業科技創新的活水源頭；以及建立材化技術在分散式應用科技創新系統中的樞紐地位，推升材化所躍為全球卓越的技術研發機構之一。

材料領域寬廣 不設限闖出好成績

卓越創新研究機構獎—工業技術研究院材料與化工研究所

文／陳玉鳳

在創新理念的催化下，工研院材料與化工研究所（以下簡稱材化所）多年來的研發成果不勝枚舉，一項項的國際大獎則是該所佳績的最佳明證。以近3年為例，材化所於民國98年以高安全性STOBA鋰電池奪得第47屆全球百大科技獎（R&D 100）；隔年（99年）再以REDDEX環保防火材料及多用途軟性電子基板技術，於第48屆全球百大科技獎中拿下2個名額，除此之外，在這一年，材化所還以軟性透明基板獲得華爾街日報科技創新獎。

來到100年，材化所的得獎喜訊仍不斷傳來，除以新型偏光板保護膜（HyTAC）及可重覆書寫膽固醇液晶電子紙蟬聯第49屆全球百大科技獎外，還以高無機含量透明混成基板獲得國際資訊顯示協會（SID）所頒發的2011年顯示器元件材料銀獎。
 

獲獎無數 世界級研發水準

以上的獎項不過是材化所眾多研發成果的「冰山一角」，該所所長蘇宗粲博士隨手指著辦公室中的一幅國畫作品，就是一項引人入勝的巧妙技術，「這幅畫其實是一種超薄的平面型揚聲器，這個揚聲器可以是任何形狀，甚至是一朵花瓣會傳出歌聲的喇叭花。」這些形形色色的揚聲器背後都有著「駐極體」此項技術的支撐。

駐極體（Electrets）是一種能半永久儲存電荷的介電材料，許多有機材料（例如：石蠟、硬質橡膠、碳氫化合物、固體酸等）和無機材料（例如鈦酸鋇、鈦酸鈣等）都可用來製造駐極體。材化所的駐極體技術曾獲得國家發明獎，並已轉移予民間公司，台灣駐極體進行商品化的量產。

材化所研發的技術包羅萬象，不變的模式則是與產業界的緊密合作，以上述獲得獎項肯定的高安全性STOBA鋰電池為例，材化所便整合能元、有量等臺灣鋰電池業者，成功建構臺灣的鋰電池產業群聚。STOBA鋰電池此項專案投資金額超過新臺幣3億元，是材化所近年相當重要的研發成果之一，目前已將八項技術與專利授權予國內鋰電池廠商進行高安全鋰電池量化評估與生產，影響產值達新臺幣數百億元以上。

以上的數值相當驚人，究竟此技術有何過人之處，又為何能獲得全球百大科技獎呢？材化所研發企畫組組長劉文亮博士說明指出，STOBA是Self Terminated Oligomers with hyper- Branched Architecture的縮寫，STOBA為材化所的註冊商標，是一種以短路斷電方式防止鋰電池內部熱量暴增的技術，它的做法是將一種奈米級的高分子材料加入鋰電池中，如此可形成一層保護膜，「就像是電池的安全閥一般。」蘇宗粲並強調，「過去從未有人將STOBA此種化合物應用於電池上，這項技術可以有效防止電池在一些意外中產生爆炸並燃燒，這樣的安全機制很有市場性，我們認為STOBA此項創新將能產生很大的產業效益，尤其是在車輛動力鋰電池方面。」這是因為用於車輛的動力鋰電池需使用數千顆電池，且安全測試標準較一般3C產品電池嚴苛許多，STOBA的價值在此領域中最容易被看見。
 

顛覆傳統 開發新材料

除了STOBA之外，REDDEX也是材化所近年相當傲人的一項技術成果，REDDEX同樣也是材化所的技術商標。劉文亮說明指出，這是一種可撓曲的有機／無機混成的無鹵防火材料，「這項材料的防火性能非常優異，可以耐攝氏1,000度高溫火焰1小時以上，我們認為它的應用將會非常廣泛，例如防火門、外牆及各種防火建材等。」材料可以耐高溫攝氏1,000度，這項性能指標所能拯救的可能是許多無價的生命。

「在當初的美國911事件中，如果世貿大樓的鋼材可以抵擋500度以上的高溫，也許就不會垮下來；或許就能給予許多人逃生的機會。」蘇宗粲道出研發此項材料的重大意義，「總統馬英九前來參觀時，也特別重視此材料所提升的安全性。」目前材化所已與臺灣某塗料／防火建材廠商合作，藉由塗佈此材料以增加建物防火安全性。

材化所對於REDDEX防火材料的推廣計畫可以分為兩個階段，首先是結合廠商建立應用技術及取得防火認證，在這個階段，材化所已結合國內防火材料及防火門製造業者，取得防火CNS認證，另外並已克服鋼構塗料施工問題並取得認證，以及開發不燃外牆保溫材等。至於在第二階段，材化所則計畫與國內外重要業者進行相關授權與合作，以拓展海內外及大陸市場。

「針對REDDEX防火材料的推廣，我們目前主要是著力在建材上，但其實它的應用相當多元，當中存在許多可以發揮創意的空間，例如可以將REDDEX和纖維材料結合在一起，又或者是，我們希望能整合STOBA和REDDEX。」蘇宗粲所說的這個點子是利用REDDEX材料做為STOBA電池組中的防火巷，也就是為電池組提供STOBA+REDDEX的雙重保護機制，其中，第1道防線就是過熱可自動切斷電流通路的STOBA；第2道防線就是利用 REDDEX隔絕高熱，亦即當電池組中的某顆電池起火燃燒時，火 勢會被侷限在一定範圍內，不會延燒至其他外圍，如此便能大幅 降低危險性。

材化所還有另一項開發成果也頗受產業界矚目，那就是高無 機含量透明混成基板，一般傳統基板混成材料中的無機材料比例 僅能達到30%，但是材化所開發材料的連續相無機含量卻可以達 到6 0%。無機物含量越高則意謂尺寸安定性會很好， 因為無機 物較不會受到熱脹冷縮的影響且耐熱性也較佳，再者，利用奈米 科技所做到的高透明度也非其他機構所能企及，蘇宗粲並強調， 「這是一項領先全球的技術成果，許多日本公司都希望我們能技 轉，因為他們還無法達到這樣的成果。」

綜觀以上的亮麗成績， 顯見材化所內部的創新能量是相當 充沛的，「材料技術與各個領域皆有相關，因此投身材料研發的 人，只要有心，創意是可以源源不絕的。」蘇宗粲分享身為材料 人的樂趣，「就算是喝杯咖啡也能冒出點子。」有位材化所同仁 在將牛奶加進咖啡中時，突然靈光一閃，想到一般在製作混成材 料時，多是將有機物當成母體，然後在其中添加無機物，但就像 是將咖啡加入牛奶中一樣可以完成一杯拿鐵一般，改用無機物當 母體再添加有機物，也未嘗不可。創意萌發後，當然還有許多問 題需要克服，但就是這樣的點子加上紮實的技術基礎，才能創造 出前述無機含量達到60%的基板材料。
 

開創新模式 產學合作更深入

材化所的創新精神不僅只發揮在技術的研發上，在產學合作 模式上也迭有新意。過去許多研究單位與大專院校的合作多為成 立聯合研發中心，「但是我們覺得這樣的作法有所不足，於是就 找出一種全新的合作模式，也就是共同指導博士生」，蘇宗粲進 一步說明，「在這個模式中，我們聘請指導教授擔任材化所的顧 問，並希望教授指導的博士可以針對我們指定的題目進行研究， 我們也會提供獎學金。」甚至，若在材化所舉辦的期末評比中獲 得佳績，材化所會提供獎金獎勵，再者，材化所還提供費用讓冠 軍得主可以出國見習。「透過這樣的合作，我們可以培養出真正 適合材化所需求的人才。」

為了激發同仁的創意，材化所的工作環境布置也頗有巧思， 例如在一處討論空間中，擺放的桌子大有玄機，只見圍坐在旁的 同仁拿著筆在空無一物的桌面上寫寫畫畫，原來這是白板桌，只 要用投影筆就可以在上面書寫，隨時捕捉好點子。另外，材化所 還設有自己所內的健身房，裡面放置了跑步機等健身器材，「這 一切都是為了要讓同仁工作愉快，有好心情才會有好點子。」蘇 宗粲笑著說。
 

不設限 勇於接受新挑戰

凡事抱持開放的態度，讓材化所同仁總是勇於接受新領域的 挑戰，例如支援雲門舞集「狂草」舞作中的「墨舞」便是很好的 例子。在「墨舞」演出時，墨汁會在7張10公尺長的舞紙上漫流， 舞者在紙墨間穿梭舞動，而材化所的貢獻就在於藉由對於墨水科 學特性的瞭解及發展出可行的墨水上紙流程，協助雲門舞集一次 一次完美演出。

展望未來，秉持此種求新求變的精神，材化所仍將在深耕工 業基礎技術、參與制訂世界及國家標準、推動跨界合作創新及協 助產業創新、以創新材料及創造差異化打造競爭力、深化材料檢 測鑑定技術、協助產業轉型等方面繼續貢獻一己之力，並積極結 合人文藝術，讓科技更貼近生活。
 

感 言＞程章林 主任

感謝長期以來經濟部支持及 各產業肯定，獲此殊榮給材化所 全體同仁莫大鼓舞！「材料與化工研究所」的成立為我國材料科 技發展歷程建立重要樞紐，整合化工與材料研發能量發揮綜效， 使材料科學從學術理論走向工業應用；以材料科技研發前瞻者、 智慧資產創造者角色，引導產業發展方向，創造競爭力。配合新 興產業發展及傳統產業國際競爭力提昇，致力新世代智慧化及綠 能化電子材料、綠色能源材料及元件、高值化學材料、社會福祉 ／永續資源相關材料等關鍵技術開發，創造價值彰顯實質產業效 益；自許成為受產業重視的合作夥伴，經由前瞻開創的研發、整 體技術服務與諮詢，加速工業材料技術開發。近年來全體同仁熱 情投入努力打拼，積極為臺灣材料化工產業開創具競爭優勢的創 新材料技術，亦結合國內外其他研究與學術單位建構共同合作開 發網絡，加速關鍵材料技術發展；同時深入各產業推動多項產業 研發聯盟，活絡材料技術之落實；此外更獲多項國際獎項肯定。 期望將這些成就及榮耀轉化成更多「創新」動力，協助臺灣科技 產業締造更高質高價的極致里程碑。

• 發布日期：2016/09/22
• 最後更新時間： 2024/05/06
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