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逢甲大學材料科學與工程學系黃浚瑋副教授率領跨校研究團隊(與陽明交通大學-材料系-吳文偉教授合作),成功利用液態金屬界面調控技術突破電沉積侷限,實現雙金屬 MOF 的室溫快速合成。研究成果刊登於國際自然科學重要期刊《Nature Communications》,展現台灣在新型材料化學領域的研發能量。
研究以鎵基液態金屬作為陽極,利用其自我修復與穩定釋放金屬離子的特性,使 Mg²⁺ 與 Zn²⁺ 能在電場下同步釋放並協同組裝,形成懸浮態 ZnMg-MOF-74。此方法成功解決固態陽極易鈍化、僅能溶出單一金屬、材料侷限於電極表面的問題,開啟多金屬 MOF 電化學合成的新途徑。
金屬有機骨架(MOFs)因具高孔隙度與可調控結構,在催化、環境淨化、光電與能源材料領域具高度應用價值。然而,傳統水熱法需高溫高壓、反應時間長;既有電化學法雖效率高,卻受限於單一金屬來源與成核位置受限。本研究成功提供具擴展性的多金屬快速合成策略,有助推進 MOF 材料在光電與感測領域的應用。
於此之前,黃浚瑋已帶領逢甲大學研究生完成多項材料開發與先進製程研究,成果涵蓋液態金屬反應機制、氧化物功能材料、新型非揮發記憶體以及半導體異質結構磊晶等領域。他分享,材料科學研究從實驗室到產業現場,往往需要同步整合奈米結構觀測、界面動力學分析與製程調控,因此團隊特別重視「基礎理解」與「工程應用」的雙向推進。以液態金屬技術為例,研究不僅用於突破電化學限制,也延伸至光偵測與功能薄膜開發,展現跨領域轉譯的可能。
在應用導向的研究上,他也積極將材料創新導入半導體、能源與永續技術相關場域。他曾利用 TEM 與原子尺度分析技術,建立金屬氧化物界面反應的動態模型,協助改善元件可靠度;亦開發具CO₂捕捉與轉換效果的新型結構材料,回應淨零排放與循環經濟需求。此外,憑藉長期累積的奈米結構表徵與材料分析經驗,他也與業界合作進行失效分析、製程優化與新材料驗證,加速技術從實驗室走向工程端。
在產學合作方面,黃浚瑋指出,真正影響產業的瓶頸往往需要跨領域視角與長期經驗累積。他目前與研究機構及半導體、材料、能源等產業合作,從材料生成、分析量測到元件整合皆有涉略,並致力於培育具有材料與製程整合能力的新一代工程人才。
團隊後續將 ZnMg-MOF-74 轉換為 ZnMgO,展現優異紫外光偵測特性,顯示材料具備光電元件開發潛力。黃浚瑋表示,液態金屬因具可變形界面、穩定離子供應與避免鈍化等特性,是突破既有電化學限制的關鍵。未來將持續拓展至更多金屬組成,朝向能源材料、光電感測與功能性薄膜等方向發展。
黃浚瑋具備扎實的跨界研發經驗,曾於中研院、工研院與台積電任職,在材料開發與製程整合皆具實務基礎。返校後主持多項國科會與產業合作計畫,並獲國科會「2030 跨世代年輕學者方案(優秀年輕學者)」補助,為具國際競爭力的新世代材料學者。研究成果以 Synthesis of bimetallic MOFs via interface control using gallium-based liquid metal 為題發表於《Nature Communications》,被視為台灣在液態金屬化學與功能材料技術的重要里程碑。
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