材料所 李嘉甄教授

恭賀李嘉甄教授榮獲109院傑出研究獎，李嘉甄特聘教授為奈米能源材料實驗室主持人，能獲得傑出研究獎的秘密都在這個實驗室…這個實驗室到底有什麼厲害的地方?一起來一探究竟吧~

實驗室成立於2004年8月，位於國立臺北科技大學(National Taipei University of Technology)材資館201室「奈米能源材料實驗室」(Nano and Energy Material Laboratory)，主持人為李嘉甄特聘教授。目前實驗室成員由博士後研究員、博士班研究生、碩士班研究生以及大學部專題生組成。實驗室每週固定一次的開會是實驗室成員互相交流的主要時間，期間會共同討論實驗相關問題，並研讀相關領域的文獻以精實自我。除了每週固定的聚會時間，實驗室一年會舉辦二次的餐會，藉由餐會增進實驗室成員彼此間的感情，並且讓畢業後的學生與實驗室現有成員相互認識，分享求學與工作上的心歷路程。此外，實驗室與中山大學化學系實驗室具有學術上的實質交流，雙方亦會定期舉辦實驗室一同出遊與餐聚以增進彼此情誼。

本實驗室在應用研究領域包含兩個主題：自修復微膠囊材料與鋰離子電池材料。自修復微膠囊即將特定材料封裝於膠囊核心中，其優勢為透過隔離核心材料，使微膠囊能於正確的時間發揮作用;換言之，就是核心材料能於微膠囊內部保持穩定直到被觸發。由於核心材料種類繁多，微膠囊具有廣泛工業產品的應用潛力，例如食品或化妝品添加劑、自修復添加劑和功能修復、以及生物材料與醫學領域的藥物輸送載體等等。本實驗室微膠囊材料研究方向又包括自修復型微膠囊與半膠囊形體構造微球(Hemicapsule)，兩種材料的外殼皆透過縮合聚合法形成脲醛樹酯。自修復型微膠囊內部包覆不同核心材料，例如光固化膠、金屬導電性材料、以及碳導電材等等。樹酯類核心可應用於結構修復，當選用之樹酯具有照光固化的特性，施加於基材表面上則可以使基材達到防腐蝕的作用。導電性材料與碳材料則可應用於微小電路上的修復，使微膠囊應用方面能更加廣泛。Hemicapsule為微膠囊新型結構，此微膠囊具有半空心半實心特殊形體，可以藉由改變環境酸鹼值進而進行吸收與釋放功能，當酸鹼值較低時，Hemicapsule存在結構穩定狀態，可將外部物質包覆於空心部分，當酸鹼值增高時，則結構瞬間轉變為膨脹狀態，此時便可將腔體內部所含之物質釋放出來。

隨著時代演進，科技日新月異，現今攜帶式能源的需求日益提昇，相較於其他二次電池，鋰離子電池因具高工作電壓、高輸出功率、高能量密度與高循環壽命等等優點，成為各項電子產品不可或缺的配件。本實驗室鋰離子電池組研究方向包括正極材料及負極材料。正極材料如鋰鐵磷電池、三元材料（鎳鈷錳）電池、鋰硫電池；負極材料如鋰矽電池、鋰鈦氧電池。以正極材料鋰硫電池為例，本實驗室合成硫―碳纖維複合物，將穿插氣相沉積碳纖維之硫晶體析出，並利用此複合物作為鋰硫電池之正極材料，藉由石墨化之氣相沉積碳纖維的高導電率及高比表面積等等性質，提高與導電性質不佳之硫活物的接觸面積，提升鋰硫電池放電電容與穩定電容保持率的效果。另外，本實驗室合成新型共聚物，用於形成多孔聚合物微球，由於此共聚物具有獨特化學與物理特性，可以透過單步製程製備多孔結構，不需要致孔劑或複雜的多步製程，多孔微球具有微米孔徑的開孔結構，表現出良好的形態。本實驗室將此新型多孔聚合物微球應用於鋰離子電池中，可達到更高的電容量及優良的化學穩定性。