美國與亞洲太平洋各國材料研究合作研討會報告

美國與亞洲太平洋各國材料研究合作研討會報告

一、緣起與由來

美國國家科學基金會(National Science Foundation, NSF)擬議召開美國與亞洲各國材料研究合作研討會(US-Asia Materials Workshop)，其目的為邀請亞洲各國代表共同討論美國與亞洲各國在跨領域材料研究的可能方案。Workshop的具體結果將對美國與亞洲各國政府主管補助材料研究機構提出資助美國與亞洲各國合作研究的具體建議。首先於87年2月17及18日在美國夏威夷州檀香山市舉行規劃會議(planning meeting)，Workshop則於87年11月1至4日在同地舉行。

Workshop之緣起為86年9月16日國際材料研究學會聯合會(International Union of Materials Research Societies, IUMRS)亞洲區國際會議(International Conference in Asia, ICA)在日本Makahari市舉行期間, 美國國家科學基金會代表二人(Thomas A. Weber and Adriaan de Graaf)邀請IUMRS各國材料研究學會代表商議召開Workshop的可行性, 獲得與會之美國、日本、韓國、中國大陸、印度與我國正面回應, 決議籌劃規劃會議與Workshop.

由美國國家科學基金會禮聘的規劃會議主辦人，美國西北大學材料研究中心主任兼IUMRS執行秘書R.P.H. Chang教授於86年11月13日來函邀請本人與國科會代表一人參加於87年2月17及18日在美國夏威夷州檀香山市舉行規劃會議。邀請函中說明規劃會議中將討論與Workshop相關議題，包括：

1.     Workshop主題(themes) ;

2.     目標(goals) ;

3.     形式(format) ;

4.     主辦人(organizers and their responsibilities);

5.     政府機構的支持(government agency support)。

經與國科會討論申請後，國科會決定補助本人與工程處材料工程學門阮昌榮研究員參加規劃會議。

由國科會工程處材料工程學門與中國材料科學學會共同於87年1月15日召開規劃會議之預備會議。除由材料工程學門召集人台灣大學材料所吳錫侃教授與本人主持外，出席人員包括阮昌榮研究員、各材料所系主管或代表、工研院材料所企劃組鮮棋振組長、中科院材發中心張忠柄副主任、中鋼公司柯允超博士。

會中說明與討論與Workshop相關議題： 包括主題(themes) ;目標(goals) ;形式(format) ;主辦人(organizers and their responsibilities);政府機構的支持(government agency support)。

規劃會議決議：

會議名稱為為二十一世紀材料研究與技術：促進美國與亞洲太平洋各國夥伴關係工作會議（Materials Research and Technology for the 21^st Century: Workshop to Advance US-Asian-Pacific Partnerships）

主題為通訊/資訊（communication/information）材料、能源/運輸（energy/transportation）材料、生物材料（biomaterials），環保材料（environmental materials）、設施材料（infrastructural materials），材料教育/政策/資訊網路（education/policy/information network），材料資源管理（materials resource management）。

目標為確認可能互利的材料科技合作領域。達成廣泛利用電子通訊、資訊交流以及建立資料庫以推動促進合作研究與教育活動的協議。最終目標為建立全球性電子聯繫網路，藉以促進國際合作。

二、籌備經過

經R.P.H. Chang教授協調，組成研討會主辦委員會，成員包括美國R.P.H. Chang教授、日本堂山昌男（Masao Doyama）教授、韓國金亨俊（Hyeong Joon Kim）教授，中國大陸蔣民華（Minhua Jiang）教授，澳洲James S. Williams教授，蘇俄Zinfer R. Ismagilov博士，與本人共七人。

各主辦委員主要工作為推薦主題演講人，協調各國代表的產生，擔任提供資訊與聯繫工作。我國代表在多方考量，幾經波折，終於敲定為：

主題演講講員：工研院光電所林耕華所長

通訊/資訊材料：清華大學材料所陳力俊教授、工研院光電所林耕華所長

能源/運輸材料：中原大學熊慎幹教授、工研院材料所劉仲明副所長

生物材料：成功大學材料所洪敏雄教授、工研院材料所栗愛綱副所長

環保材料：台灣大學材料所林金福教授、中科院材發中心陳文懿副主任、工研院材料所鮮祺振組長

材料鑑定與設施材料：大同工學院材料所林鴻明教授

材料教育/政策/資訊網路：清華大學材料所吳泰伯教授

材料資源管理：交通大學應用化學系張豐志教授、工研院材料所李立中所長、工程處材料工程學門阮昌榮研究員

共十四人。

在籌備期間，主辦單位美國國家科學基金會材料部門負責人Adriaan de Graaf博士訪台。大多數我國代表於10月1日（四）與de Graaf博士聚會，討論Workshop相關問題。

三、研討會時程

研討會時程

11月1（第一天）：註冊，開幕式，歡迎會

11月2日（第二天）：全體參加之主題演講（plenary talks）

11月3日（第三天）：分組發表論文與討論（working session）

11月4日（第四天）：總結與提出建議（summary and recommendation）

四、主題演講（plenary talks）

各主題之主題演講人以五十分鐘時間對各該領域作一綜觀性的報告。依序為

能源/運輸（energy/transportation）材料：澳洲陶瓷燃料電池公司Bruce Godfrey博士

通訊/資訊（communication/information）材料：我國工研院光電所林耕華所長

生物材料（biomaterials）：中國大陸山東大學蔣民華（Minhua Jiang）教授，

環保材料（environmental materials）：日本東京大學山本良一（R. Yamamoto）教授

材料鑑定（materials characterization）：韓國釜山大學金友三（You Song Kim）教授

內容包括討論整個領域關鍵研究與技術問題，提出對未來發展方向之看法，強調該領域科際整合面向以及國際間資源整合之可能性。建議適切之美國與亞洲太平洋各國合作夥伴關係機會。林耕華所長對世界與我國光電產業有精闢而深入的闡述，給所有與會者深刻的印象。

在主題演講後，另安排了各約一小時的材料教育與材料網路的專家引言討論（panel discussion），我國分由吳泰伯教授與本人代表作5-10分鐘引言，介紹我國材料教育與材料網路。在材料教育方面，由於產業的需求，電子材料教育的提供與改進很明顯的已成為各國現今與可見未來的重點。在材料網路方面，與會各國均已建立基本架構，如何整合聯結將是未來的挑戰。特別值得一提的是亞太經合會（Asia-Pacific Economic Cooperation）之科技工作小組（Science and Technology Working Group）網站ASTWeb（www.apecst.org）中，在與會之澳洲工業、科學與旅遊局Ms. Dian Jones努力下已在討論論壇（discussion forum）中建立材料科學網路（Materials Science Networking）。另一方面工研院材料所李立中所長表示願意促成國內材料網路的建構，令人在期待之餘也非常振奮。

 

五、分組討論與建議

11月3日（第三天）全天為分組討論，共分能源/運輸（energy/transportation）材料、通訊/資訊（communication/information）材料I與II、材料資源與管理（materials resources/management）、設施與材料鑑定（infrastructure/materials characterization）、生物材料（biomaterials）、環保材料（environmental materials），材料教育/政策（education/policy）八組討論。

11月4日（第四天）：總結與提出建議（summary and recommendation）

分組討論議題選擇探討涵蓋廣泛的材料問題，尋求未來工作的可能方向。分組討論探討各組需求與機會。推薦的研究課題應以尋求共同主題與需求並以能有效整合為目標。

生物材料分組討論生物增益（bio-improvements）、生物分子與生物啟發（bio-inspired）材料方面研究與合作機會。尋求對生物材料研究所有面向共通的技術需求。包括發展新儀器鑑定生物材料以增進預測模式以及加強系統整合。特別重視探討如何利用自行聚合生物材料研究修復人體。另一方面也討論能源、環保與人口控制、生物分岐性（biodiversity）問題。

資訊與通訊材料分兩組討論。其中一組認為目前最關鍵研究領域為符合環保理念電子材料製程以及資訊科技基本設施。另外討論原子尺寸材料性質、分子與奈米材料、介尺寸材料、界面與缺陷、複雜材料（如鐵電、壓電與超導材料）以及具極端特性材料（如高或低介電常數材料）。

能源與交通材料分組範圍廣泛而與其他分組有很大的重疊。由於範圍廣泛，重點應在鼓勵已成熟領域以外新奇研究。研究課題包括溫室效應氣體（CO₂）控制、氫氣生產與儲存、核能廢料處理、超導材料以及多地不同機構共同測試新奇材料。

環保材料分組認為廢物處理與管理、代用材料（如塑膠）開發與建立材料生命周期評估資料庫為最重要而迫切工作。資料庫應為跨國性而參與各國得以比較庫存資料以及材料生命周期評估。研究課題包括材料物流分析、生命周期分析、新材料。在設計與製造方面，研究課題包括為環保設計（Design for environment，DFE）、潔淨製程（Clean processing，CT）以及創造資源（“Creation” of resources）。在基礎材料研究方面，重要課題包括再生材料、生物分解（bio-degradation）材料、維修功能材料、以及能源功能材料。

材料鑑定與設施亦分兩組討論。材料鑑定不僅分析已知材料，而且能促成新材料之發現與開發。材料鑑定為所有材料科技領域與全球經濟發展所必需。第一分組建議設立國際性「材料鑑定中心」，採用戶付費以及/或合作方式。「材料鑑定中心」包括相關儀器、必要試片製備設備、資料分析能力與專業人員。另一分組討論參與各國材料鑑定之專長，結論為日本在鋼鐵、中國大陸在混凝土、韓國在表面/界面，台灣在感測器、美國在模式建立、澳洲在材料製程方面各有所專精。並指出未來如沒有全球性的特殊努力來重視結構材料研究，將很難吸引學生進入此領域。

材料教育與政策分組強調教育增益人力資源並提供科技進步與經濟成長的基礎。建議重點在建立共享現有課程資訊，而不在建立統合之國際性課程。討論交流計畫、獎學金與獎勵、對高中生宣導以及經由國際網路舉辦材料教育研討會。

材料資源與管理分組討論出環保、保健與關鍵性資源為各國共通、公益性與聯合研究特別有效的三個研究領域。環保與保健部分與環保及生物材料分組討論有重複之處，關鍵性資源部份探討有關a) 有效應用現存材料以及b) 以儲備較豐富或較節約能源材料取代關鍵性或能源密集材料。

六、研討會結論建議

研討會討論出許多在跨領域材料研究與教育方面合作的可能項目。主要著重涵蓋面廣而符合長期社會需求的問題。所有分組均考慮有效合作的可能遭遇的障礙與助力。同時也特別注意到智慧財產權阻礙跨國合作問題。許多分組建議經由網際網路設立虛擬中心或資料中心分享資訊與專業知識。除了電子網路聯繫外，也應鼓勵國際學生交流。有幾個分組建議製作高中以及大學材料科學課程教材以宣揚材料科技在日常生活、技術與經濟成長重要性。結論建議為：

教育與訓練

·      建立增進與整合各級教育，包括高中、大學、研究所、博士後研究員、技術人員教育，之機制。

·      開辦終生學習之「動手作」材料鑑定等短期課程。經由網路建立遠距教學之「虛擬大學」。

·      跨國性的招考「虛擬大學」學生。

·      在高中課程中利用材料教導物理、化學、生物基本觀念。

·      增進學生對材料與環境以及自然資源管理之認知。

·      強調材料工程之環保面向。

·      整合物理、化學、化工與應用物理有關材料教育。

·      研討界定大學部材料科學課程方向。

I.              研究人員間聯絡

·      建立可收尋包括材料性質、文獻、儀器、人才專長資料庫。

·      經由網際網路舉行會議 (如美、加、墨西哥各國間已經由網際網路舉行會議)

·      增進社會人士知曉區域性材料相關活動之管道。

·      在網際網路建立生物材料中心。

II.            使用儀器設備

·      選擇適當儀器設備所在地

·      決定收取使用費用與時機

·      時程安排

III.          經由網際網路監控儀器使用

·      集中管理資料庫以維持水準及品質控制

IV.         教育

·      利用網際網路宣告與經營短期課程。

·      利用網際網路創立與經營「虛擬大學」。

·      設立加強一般大眾對材料科技認知之網際網路站。

執行方式

·      組織由各國領導人物組成之執行小組。

·      必須於近期內取得績效以獲得後續支持。

選定適當現有專業中心連線

·      材料鑑定中心

·      材料教育

·      針對有全球衝擊性的全球性問題，如環境衝擊與材料研究。例如正國際化之Sematech 已選定電子材料對環境衝擊為研究重點。

智慧財產權

·      選定智慧財產權協定模式並訂定標準程序。

以環保為統合研究目標

·      教育

·      設立研究中心探討主要問題

·      自然資源取代

七、感想與建議

本次會議雖於二月初即進行規劃，由於主辦單位事務繁忙，籌備時程到九月中才真正到緊鑼密鼓階段，因此對國內選定主題演講人與參與專家學者也造成相當的困擾。幸虧國科會、工研院與中科院材發中心均能體認研討會的重要意義，全力配合，在傖促中仍能排出堅強陣容，使我國代表得以合力完成了一次「漂亮的」學術外交工作。

加強國際學術合作交流是我國現階段提升科技水準之策略重點。 由於材料科學具有跨領域及科際整合的特性，而且為高新科技發展的關鍵，為美國、日本、韓國、中國大陸與我國均列為重點發展項目。 此次參加Workshop，從美國國家科學基金會參與人員層次與主動精神可看出美方重視程度，加上科技強國澳洲之參與，實為我國加強國際學術合作交流、提升科技水準的良機。

很明顯的Workshop的舉行對我國材料科技發展有相當正面意義。我國應積極參與Workshop後續工作，落實會議結論。跨國合作牽涉到使用語文、語言表達、參與著態度、各國經濟實力與物價水準差異等，但均是可以克服的問題。如積極參與，預期成果為：

1.     促成我國與美國以及亞太各國材料研究領域交流與合作 ;

2.     藉由跨國合作研究進一步提升我國材料科技研究水準；

3.     利用會議目標建立全球性材料科技電子聯繫網路機會，整合建構我國材料科技資訊網，廣泛利用電子通訊、資訊交流以及建立材料科技資料庫以推動促進合作研究與教育活動。

同時「因勢利導」，先初步建立我國材料科技電子聯繫網路，以及建立材料科技資料庫以推動促進合作研究與教育活動。許多分組會議建議以亞太經合會科技委員會為跨國合作執行機構，應是非常恰當的。

附錄

附錄一：通訊/資訊材料分組報告（清華大學材料所陳力俊教授）

附錄二：能源/運輸材料分組報告（中原大學熊慎幹教授）

附錄三：生物材料分組報告（成功大學材料所洪敏雄教授）

附錄四：環保材料分組報告（台灣大學材料所林金福教授）

附錄五：材料鑑定與設施材料分組報告（大同工學院材料所林鴻明教授）

附錄六：材料教育/政策/資訊網路分組報告（清華大學材料所吳泰伯教授）

附錄七：材料資源管理分組報告（交通大學應用化學系張豐志教授）