人類有史以來第一個類太陽

台灣清華大學成功研發人類有史以來第一個類太陽光色的有機發光二極體 (OLED) ，除獲國際期刊刊載，也已向台灣與美國、歐洲、日、韓提出專利申請。
香港大公網訊引述台灣中央社報導，台灣清華大學材料系教授周卓煇於在清大舉行的成果發表會上表示，研究團隊的創新方法與所製作的類太陽光元件，一投稿就獲准刊登在國際著名的應用物理快訊 (APL 2009) 期刊上；這項發明將一舉改寫人類用電照明 200 年來的照明史，可發出像太陽的自然光色和色溫。
周卓煇表示，這項發明，是人類首次發現一顆結構件簡單的 OLED ，可以發出十分接近日光的光色，透過簡單的電壓改變，可以獲得 2300 到 8200K (絕對溫度) 的色溫變化，涵蓋了日出的 3000K 、日落的 2500K 、也涵蓋了晴天正午的 5500K 、陰天正午的 6500K 、甚至涵蓋北歐的藍天 8000K 。
他說，這項發現將改寫人類的照明史，對於冬天或長期無陽光照射的地區，如北歐，將有重大幫助，尤其體認到當地人因為長期照不到日光，而發生嚴重憂鬱甚至自殺，更可以感受到這項發明的重要。根據國際著名期刊評審的觀察，這項發明將引起物理、工程、照明、攝影、心理等領域的重視。
據周卓煇介紹， OLED 是平面發光，不同於傳統燈泡或現代 LED 都只是點光源，而日光燈也只是線光源；另外， OLED 也是美麗的冷光，不像燈泡會發熱、發燙，浪費冷氣電源；而且 OLED 可以製作於塑膠薄片上，使照明光源可以像壁紙般隨意張貼，加上自然光源等色，將使 OLED 成為未來極致高品質照明目標的最佳選擇。
周卓煇指出，日本已推出單一色溫 OLED ，預計後年正式量產，期望銷售 1000 億日元，而歐司朗、菲利浦、奇異等國際大廠也蓄勢待發， OLED 龐大的產值與前景，值得台灣政府努力、留意。

可無線傳遞電力的塑膠薄片

可無線傳遞電力的塑膠薄片
Plastic sheet delivers wireless power http://www.nature.com/news/2007/070423/full/070423-11.html
總有天，桌子與牆壁能在不需要電源線的情況下讓電器運作。
Tom GellerPublished online: 29 April 2007; doi:10.1038/news070423-11
被你桌下糾纏不清的電源線給惹惱了嗎？日本科學家所發明的一種塑膠薄片，有天將可提供放在桌子與牆壁上的裝置電力 -- 不在需要任何導線或插座。例如：可以透過人所坐的桌子替電腦提供電力，平面電視也可以透過懸掛它們的牆壁來提供。
這個團隊由七位東京大學的研究者所組成，已經製造出塑膠薄片的樣本，其尺寸類似一本十分薄的雜誌 -- 只有 1 mm 厚，重量約 50 公克。它可以替放在上面或附近的產品提供 40 瓦的電力，只要那些產品裝有一個特殊的 "接收線圈"：這足以點亮燈泡或是非常小台的筆記型電腦。他們說，要生產像這樣有鱗片的薄片成本很低廉，因此可以廣泛的裝設在桌子、地板、天花板與牆壁，這將引進一種 "全新等級的電子裝置"。
這種塑膠，在本期 Nature Materials (*) 有介紹，其基底是一層以 pentacene（C22H14, 稠五苯）為主的電晶體，稠五苯是一種有機分子，其導電性可以受到控制。上層則有銅線圈，那可以感應是否有相容的電子裝置在附近，microelectromechanical-system (MEMS，微機電) 開關能將電源開啟或關閉，而銅線圈能夠傳送電力。
當薄片本身被插電時，它可以提供電力給具有相符接收線圈（matching receiver coil）的裝置 -- 例如：掛在聖誕樹上的 LED。當這些裝置被放在離薄片 2.5 公分的距離內，最接近的 MEMS 開關會開啟，透過最靠近的傳送線圈傳輸電力，然後裝置上的接收線圈就能夠透過電磁感應接受電力。
研究者表示，電力傳送的效率有 81.4% -- 相較之下，導線網格網路的整體效率是 93% -- 同時洩露出來電磁輻射等級 "相當低。" 在一場產品安全性的示範中，它點亮了魚缸底部的 LED，裡面有水、有活魚。
所有四層都是按照順序印刷而成 -- 線圈使用網版印刷、開關與電晶體使用噴墨印表機（使用特殊導電印墨）。所以產品相當輕、薄而且可以彎曲。
電力墊
無線供電系統並非新奇之物：例如，許多電動牙刷都是透過將其放置在一個供電基座上以無線的方式充電，電力透過彼此接觸而傳遞。而且有數家公司提供了電力 "墊（pad）"，那些在插電厚，可以替特別開發的裝置充電，例如：一隻相容的手機，只要放在上面就能充電。不過這些都使用矽作成的電晶體，那不容易製造而且很昂貴。可印刷的有機電晶體，在理論上可製成任何尺寸，而且成本相當低廉。
Roger T. Howe，史丹佛大學一位電子工程師，對於這項研究印象深刻。"有機電晶體以及 MEMS 開關同時在一個有用的系統當中示範，讓人覺得印象深刻，" 他說。
不過先別急著把你的電線扔掉：研究者表示，這些塑膠供電薄片在五年內或許不會上市，他們要改善其可靠度與穩定度。然而，他們已經收到 "來自於許多公司的回應，" 而且該計畫是以每製造 1 平方公尺，只要花 100 美金為目標。然後它依然能維持苗條身材，讓裝置製造商能夠將接收線圈放到他們的產品中，以便相容。這事情應該會發生，你有天或許能夠享受到處都有電的世界 -- 當然沒有電源線。
* References
Sekitani T., et al. Nature Materials, advance online publication; doi:10.1038/nmat1903 (2007). ※ 相關報導：＊ 可彎曲的電腦晶片 ＊ 塑膠電池？ ＊ 塑膠晶片 讓電子產品更輕巧 ＊ 生物塑膠 綠色生活新寵 ＊ 全球最薄「電子紙」 大太陽下也能閱讀 ＊ 工研院研發 無薄膜燃料電池明年放電 ＊ 軟性電子 台灣下一波高科技明星產業＊ 世界第一個石墨薄片電晶體誕生！ ＊ 印表機開始噴出微晶片 ＊ 日本開發導電水泥 能取代稀有金屬 ＊ 矽，也能成為超導體！ ＊ 奈米發電機提供連續不斷的電力 ＊ 企業綠色商機 動起來

再見電線... MIT 示範無線電力傳輸

再見電線... MIT 示範無線電力傳輸
Goodbye wires... MIT experimentally demonstrates wireless power transfer http://www.physorg.com/news100445957.html
想像這麼一種未來，在其中無線電力傳輸確實可行：手機、家事機器人、mp3 player、筆電以及其他可攜式裝置都能夠自行充電，而不在需要插入插座，讓我們從不可更改的、到處存在的電線當中解放。某些裝置當中，或許不在需要厚重的電池來運作。
MIT 物理系、電子工程系與電腦科學系與 ISN（軍事奈米科技研究所）所組成的一個團隊，已經實驗性的示範了達到這種未來願景相當重要的一步。該團隊由 Marin Soljacic 教授領軍，由於從最近的理論性質預言獲得領悟，他們能夠從離電源 2 公尺之外的地點點亮一顆 60W 的燈泡，兩者之間並沒有物理性連接。MIT 將其概念稱為 WiTricity（wireless electricity 的簡稱）。這項研究將會在 6/7 該期的 Science Express 上報導，亦即 Science 的線上優先發表版。
故事開始於幾年年的一個夜晚，Soljacic（發音：蘇業齊）穿著他的睡衣，凝視放在廚房角落的手機。"那個月我被手機的嗶聲提醒約六次，讓我知道我又忘了充電了。如果它能夠自行充電那對我而言真的很棒。" 為了讓這件事能夠成功，必須要找到一種方式以無線方式傳輸電力，所以 Soljacic 開始考慮關於哪種物理現象能夠讓此事成真。
幾世紀以來我們已知數種無線傳輸電力的方式。或許最為人所知的例子是電磁輻射，例如無線電波。雖然這種輻射對於資訊的無線傳輸十分理想，不過對於電力傳輸則否。因為輻射會朝各個方向四散，所以在自由空間中，電力必定會大量消耗。你或許會想到可以使用指向性電磁波輻射，例如雷射，不過那並不太實用，而且甚至會有危險。它需要傳送與接收端之間，不被攔截的 "視直線（line-of-sight）"，且當裝置會移動時，更需要老練的尋跡機制（tracking mechanism）。
相較之下，WiTricity 使用耦合共振物體（coupled resonant objects）。具有相同頻率的二個共振物體，能有效的交換能量，而且與外來非共振物體的互動微弱。擺動（swing）是共振機制的其中一種，所以當小女孩以自然的頻率使擺動動她的腳，她能夠傳送真實的能量。
另一個例子是聲學共振：想像一間有 100 個獨立酒杯的房間，每一個裝了不同程度的酒，所以它們有不同的共振頻率。如果一位歌劇演唱者在此房間當中發出夠大的單音，頻率相符的酒杯將會累積足夠的能量，甚至爆裂，而這不會影響其他玻璃杯。在任何耦合共振的系統中，它們之間通常存有一種稱為 "強烈耦合（strongly coupled）" 的運作區（regime of operation）。如果能在一個系統當中確保在此區域內運作，能量傳遞將十分有效率。
由於這些情況對於各種種類的共振一體適用，MIT 的團隊聚焦在特定的類型上：帶磁性耦合共振器（magnetically coupled resonators）。該團隊探索一個具有二個電磁共振器的系統，大部分都是透過其磁場耦合在一起；它們能確認出該系統之中的強烈耦合區，即便二個共振物體的距離比其尺寸要大上好幾倍。透過此法，能有效傳輸電力。磁性耦合特別適合日常運用，因為大部分常見物質與磁場的互動十分微弱，故與環境外部物體的互動甚至會更加被壓抑。"磁場互動如此微弱的這項事實，對於有機生物的安全考量來說來說十分重要，" Kurs，物理系的畢業生指出這點。
研究用設計由二個銅線圈構成，每一個都是自我共振系統。一個線圈接上電源，成為發送端。它並非在環境中佈滿電磁波，相反的，它以非輻射磁場，在百萬 Hz 的頻率震動。這種非輻射場會與另一個線圈（接收端）交換能量，它特別設計成會與這個場共振。
共振的天性可確保發送與接收端的互動強健，同時與其他環境的互動微弱。Moffatt，MIT 的物理系學生解釋："使用非輻射場的關鍵優勢在於大部分未被接收線圈拾取的能量都仍束縛在傳送端，而不會輻射到環境當中而喪失。" 透過這種設計，電力傳輸有其範圍限制，而且尺寸較小的的接收者，其距離會比較短。然而，對於筆電大小的線圈，其電力等級，在房間般大小的距離下，綽綽有餘，且沒有方向限制，即便二方線圈在非視直線範圍內亦可。Fisher 指出："As long as the laptop is in a room equipped with a source of such wireless power, it would charge automatically, without having to be plugged in. In fact, it would not even need a battery to operate inside of such a room." 最後，這可以減少我們對於高價、沈重電池的依賴。如同電子電機系畢業生 Karalis 所提到的，磁性耦合共振的效率要比一般共振磁力的引介要有效 100 萬倍。
WiTricity 是以眾所皆知的物理定律來運作，為何之前都沒有人想到呢？Joannopoulos 指出是因為大家過去對此模式的系統需求並不強烈，因此也沒有動機去探究的緣故。並提到過去數年來因為可攜式裝置大量增加，導致需要充電的需求也大增。
至於 Soljacic 該研究的希望是... "Hopefully, we will be getting rid of some more wires, and also batteries, soon."
※ 不過應當規範出一個標準，才不會製造出具有相同共振能力的產品，特 別是醫療用途的產品。另外敵軍也可能利用這種原理來破壞具有相同共 振能力的設備。＊ Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1143254 Andre Kurs, Aristeidis Karalis, Robert Moffatt, J. D. Joannopoulos, Peter Fisher, Marin Soljacic Science Express Published Online June 7, 2007 DOI: 10.1126/science.1143254