工業技術研究院材料與化工研究所簡介

工業技術研究院材料與化工研究所簡稱材化所，是在2006年由化工所與材料所合併而成，目前總人數有759人，擁有博士學位者約232人，是全工研院最大的基盤研究所。

材化所目前正積極建立一個開放式創新研發平台，結合學界的基礎學理研究與所內產業應用研發能量，以創造具高附加價值的產業技術。以經費分布的層面來看，研發的重點依序為綠色能源材料、特用化學品與纖維材料、電子光電材料、顯示材料、環保材料與生質材料。未來的發展趨勢在生質材料與綠色能源材料方面會明顯加重角色。

以綠色能源材料開發為例，鋰電池的研發首重安全機制的探討，本所開發的STOBA是一種奈米級的高分子材料，當一般鋰電池受到如針刺的撞擊後，溫度會急速升高而導致爆炸，當STOBA材料加入鋰電池中，像是電池內部裝置了安全保險絲，當電池熱量迅速累積它會立即導致斷電，可防止因針刺而燃燒或爆炸，此技術因此獲得2009年R&D 100 Award的殊榮。磷酸鋰鐵（LiFePO4）是目前較看好的正極材料，但是因其粉體密度太低，而使得電極電量密度低落，因此提升磷酸鋰鐵的粉體密度，完成高容量、高功率鋰電池正極材料也是研發的重要課題。

因應全球環保與化工產品高值化應用之市場趨勢，並利用國內電子及光電產業蓬勃發展時機，本所以民生化工材料為基礎，開拓環保新材料，以促進化工產業邁入高值化，並強化我國優勢電子光電產業之特化品材料自主能力。在民生化工方面以達到產業深耕，進行高值化、產品多樣化之開發，如數位影像噴墨、奈米碳材複合材、高分子機能膜、無鹵防火塗料、奈米機能性塗膜材料、機能性衣著纖維與高通量奈米纖維濾材等，均為本所特用化學品與纖維材料的研發重點。

在電子材料方面，本所藉由奈米分散技術、軟質binder之導入、流變特性之調控以及網印條件最佳化技術，完成具優良撓曲性的可印式高介電電容材料及基板材料是電子材料研發的重點之一。未來半導體的趨勢將朝向3D-IC 的技術發展，利用矽晶片穿孔技術作為電性連接，而將半導體線路做垂直方向連接是主要的技術核心。雖然半導體製程不斷提升，但由於晶片功能提升及速率增加，使得晶片的整體功率消耗大幅增加，產生的發熱、封裝及可靠度等材料問題也成為重要的挑戰。

軟性基板、整合型光學膜與彩色膽固醇型液晶等，是本所切入先進顯示材料的幾個重點計畫。聚醯亞胺透明軟性基板的開發可應用於可撓式顯示器，因為克服使用二氧化矽的最高限量，而使材料的成本降低一半以上，此一技術材化所擁有五篇專利保護。本所開發的HyTAC膜比商業用的TAC膜具有更高的硬度、更好的排濕性與尺度安定性，所使用的製程也更環保且低成本，本所擁有十幾篇在HyTAC膜結構設計與有機-無機混成材料配方的專利。另外如OLED照明、LED螢光粉與廢液晶回收純化技術，也是本所在光電材料方面積極探索的課題。

來自於天然植物的環保材料與生質材料，因為容易分解而不致造成環境污染而受到廣泛關注。本所在生質材料的研發有聚乳酸、澱粉基生質合膠、衣康酸及其衍生聚合物、糠醛 (Furanics)及其衍生物、木質素應用技術與奈米生物材料等，可再生的聚乳酸具有良好的環保性能，是極具未來發展性的生質材料，但其機械性質、耐熱性與透光性仍待改進，此為本所研發的重點之一。從非食用農料如農廢與木材等製造木質素、纖維素與半纖維素，進而合成木糖、葡萄糖、衣康酸、苯環化物、糠醛等未來可為民生化工原料的生質材料，是本所研發的另一重點方向。

材化所研發的技術歷程可大致分為四個階段：(1)技術突破階段有導電油墨、LED螢光粉、3D-IC材料、熔紡原絲碳纖維、高散熱金屬基複合材料與低熱阻尼/熔點合金界面材料；(2)重點研發階段有K-60、軟性基板、熱電/高導熱材料、多晶矽純化、STOBA、奈米濾材與快充鋰電池材料；(3)與廠商共同研發階段者有HyTAC、可後染聚丙烯、動力鋰電池、熱電發電模組、彩色濾光片材料與大電流功率電感等；(4)商業化技術有高分子固態電容、軟板/增亮膜、高密度電漿離子鍍膜、液晶純化回收與駐極體聲音元件等，材化所近年來衍生成立的公司有：旺能光電、鈺邦科技、輔佳材料科技、達振能源與台灣駐極體電子公司。

材化所也積極與國內外知名大學合作，嘗試建立從新現象探索、可行性研究、原型發展到小量試產完整之知識鏈，同時結合雙方在科技洞察力與全球產業眼光之優勢，以成為全球重要之技術生產者。目前已成立台大與工研院合設奈米科技研究中心，共同合作長達七年多，主要探討能源、環保與生醫材料三大議題，共有七個研發團隊投入，衍生專利10案，國內外論文128篇。另外與中央大學成立聯合研發中心，四個計畫涵蓋燃料電池的觸媒與高溫質子交換膜的製備與機制探討。而與俄國莫斯科大學的合作已進行四年餘，主要結合該校理論模擬的強項與本所對產業應用的敏感度，共同研究高分子阻水阻氣的特性及液晶材料。其他大學如與瑞士University of Fribourg合作研究光散射軟物質分析技術，與日本Kyoto University合作研究奈米混成材料，與美國UC Berkeley合作研究生醫與太陽能材料、與North Western University合作研究透明導電氧化物薄膜材料及與Purdue University合作研究奈米複合材料等。

另一個獨具的特色是本所資深研究員與國內中北部優秀大學教授共同指導30餘位博士生論文研究，材化所提供產業的需求與方向，大學教授尋求基礎學理的探究，博士生的論文題目不致脫離產業現實的研究，可以說是三贏的局面。本所以這些多年來累積的能量，陸續將學界理論移轉為具本所產業價值的核心技術與重點前瞻性科專計畫。幾位優秀的畢業博士生決定留在本所繼續研究，此一計畫是本所培育人才的重要管道。

本所與產業界合作的模式不外乎是技術合作、委託服務、技術授權、技術策略聯盟、技術移轉、設立研發中心與成立共同新創公司。我們竭誠歡迎各界先進給予我們支持與指教，並歡迎進一步與我們磋商共同合作、共創商機。