尖端科技&材料

金箔是一種極薄的黃金薄片，常用於裝飾甜點以提升奢華感，其厚度約為10-7米。隨著科技進步，材料科學家合成了僅一原子層厚的金箔片，稱為Goldene，這是一種二維材料，又被稱為石墨稀的金黃表兄弟。Goldene是一種半導體材料，能幫助精確控制電流，滿足奈米電子元件需求，而且其巨大的表面積使其成為優異的催化劑，可降低化學反應活化能。瑞典林雪平大學發展出防止Goldene捲曲的方法，但製備過程相當耗時，若要大規模生產仍有難度。未來，隨著製備技術的完善，Goldene將在奈米元件和催化領域發揮更大作用，讓我們一起過上一個真正的「黃金時代」。

奈米材料如何成為奈米科技，關鍵在於奈米圖案化技術，如電子束微影，這技術利用電子束在材料表面製作圖案，可達到奈米級解析度，並可製作奈米級電子元件，另一種技術是透過雷射在材料表面進行加工，然而，這些方法昂貴且複雜。哥倫比亞大學提出一種利用中紅外光與材料共振的新技術，能低成本且高解析度地製作奈米圖案，而這項作法看起來像是在為材料「解開拉鍊」一樣，這樣的方式為奈米科技的發展提供了新的方向。

你知道電子也有高速鐵路嗎？在拓樸絕緣體中，電子雖然不能在絕緣體中移動，但是卻能在這樣的材料表面中，如同在導體上一般移動，正如人們身處在壅擠的月臺上無法移動，但一當搭上月臺兩側的高鐵時，便能高速的行進。這便是著名的物理效應——量子自旋霍爾效應。

隱形戰機是當代戰爭中的強力武器，因它能避開雷達的偵測，進行低空的精準投彈，不少國家投入相當的資金進行其研發。然而，隨著量子科技的發展，以量子糾纏為原理的量子雷達具備有追蹤隱形戰機的潛力，是否隱形戰機在戰場上的傳奇就將被打破？或許投資量子雷達這樣保家衛國的武器，更符合保家衛國的人道做法。

在面試中，當考官問到為何穿著皺巴巴的衣服時，你可能感到尷尬，卻無法以急忙出門忘記燙衣服為理由。這時，一個關於皺摺的故事或許能為你解套。研究指出，對石墨烯而言，皺摺能提升其性能，特別是增加皺褶有助於提高疏水性和電化學反應效能。因此，當面對逆境，不妨展現出皺褶的力量，解釋其在石墨烯中的重要性，或許能為你贏得一個機會！

在疫情流行這幾年間，石墨烯成為了「陰謀論」的主角，雖然它具有很多夢幻的特性，但卻不應該為此背黑鍋。另一方面，石墨烯在過濾病毒上的應用倒是被科學家高度關注，它能夠有效阻絕並破壞細菌，卻可能為人體帶來像石綿一般的風險。不過，石墨稀的過濾特性仍被持續的研究中。隨著氣候異常的現象日益頻發，近年來各地不時傳出缺水的危機，石墨烯被當作海水淡化的重要材料，藉由它奇特的特性能夠高效地將海水轉為飲用水。

我們有可能作一個轉扭，就使材料在絕緣體、超導體、鐵磁狀態自由切換嗎？當石墨烯以魔法夾角堆疊時，可以產生超導狀態；若是和六角硼氮組合成「三明治」時，竟然可以產生鐵磁性。二維材料結構簡單，藉由扭轉產生的特殊物理現象，可以幫助科學家更瞭解背後的生成機制。這類的研究進一步被歸類為「轉角電子學」，這樣的材料組成就像一個轉扭一樣，透過旋轉就可以切換其物理狀態！

2023年七月，「超導體」報導引起媒體大量關注，Google搜尋熱度暴增。超導體對科技發展與環保平衡至關重要，無電阻傳輸能夠大幅提高資訊處理速率，且大幅減少對環境的汙染。石墨稀擁有高導電性、高彈性和硬度等特點，身為近代最夢幻的材料，石墨稀也具備有超導特性。雙層石墨稀的1.1°「魔法夾角」堆疊可展現超導與絕緣特性，成為絕佳的電子開關。雖此狀態僅在極低溫出現，但這項發現仍有助於科學家理解超導機制。全球科學家們持續致力於克服障礙，期待實現無損耗能源使用，使科技與環保不再是矛盾。

來探索一下氧化鑷如何左右坡莫合金的「性格」吧！坡莫合金是一種鐵磁性材料，對外加磁場非常敏感。你可能知道，這種材料在磁場下會產生磁滯曲線，也就是磁性效應不會立即消失，這種特性使得坡莫合金在記憶元件中有很好的應用潛力。但是，當我們將氧化鑷與鐵鑷合金堆疊在一起時，事情變得更有趣了！這種堆疊會導致磁滯曲線產生偏移，也就是磁滯現象更難被消除，這意味著記憶體可以更長時間地保持信息，同時減少外部磁力對其的影響。還有一個有趣的概念——電力充磁，當我們為氧化金屬充電時，材料內的氧空缺會捕捉單一電子，使得材料帶有磁性，這樣的現象提供了一種新的方式來調整材料的磁性。