你手機裡的AI，未來可能是「植物做的」？生質材料正悄悄改變科技世界

從感測器到散熱模組，植物來源材料正成為新世代AI裝置的幕後功臣

 

 

隨著 AI 技術的迅速滲透至生活與產業各層面，從穿戴式裝置、智慧手機，到自駕車與伺服器，電子硬體設備的設計與製造也面臨新的挑戰：如何在提供高效能運算的同時，實現更低碳、更永續的材料選擇？在這個脈絡下，生質材料（biomaterials）的導入正逐漸成為 AI 裝置設計的創新突破點。這些源自天然資源的高分子或纖維，不只能取代傳統石化材料，甚至能透過功能化改質參與 AI 設備核心部件的功能實現。

 

一、生質材料是什麼？為何與 AI 有關？

 

生質材料指的是來自植物、微生物或動物性來源，經過適當改質後可應用於現代製造的天然材料。常見如：奈米纖維素（CNF/CNC）、木質素（Lignin）、聚乳酸（PLA）、多醣體（如海藻膠）等。

在 AI 裝置中，這些材料可參與的範圍早已不再局限於外殼或包裝，而是深入到感測、散熱、導電、絕緣等核心機能性元件，對提升裝置效能與環保性具有重大意義。

 

二、生質材料在 AI 裝置中的五大應用

 

1️⃣穿戴式裝置的柔性感測器與電極材料

 

AI 穿戴式裝置如智慧手環、健康監測貼片、智慧衣等，需要極薄、可彎曲、輕量的感測材料。以奈米纖維素為基底，搭配導電材料（如碳點、金屬奈米粒子），可製成：

• 柔性溫度/濕度感測器
• 人體生理訊號（脈搏、汗液成分）分析電極
• 可撓式壓力感測元件

這些材料不但來自天然，可生物降解，且對肌膚親和，不易引起過敏，適合長時間佩戴。

 

2️⃣ 智慧家居中的感應膜與觸控面板材料

 

以改質木質素或CNF 製成的透明薄膜，不僅可導電，也具備一定機械強度與透明度，可應用於：

• 智能鏡面（如智慧浴室鏡）之觸控介面
• 語音助理面板的感應開關
• 智慧冷氣或燈具上的手勢感應模組

這些材料能部分取代 ITO 薄膜等稀有金屬導體，降低成本與碳排放。

 

3️⃣ AI 晶片與模組的封裝與散熱材料

 

AI 模組常處於高熱與高電磁干擾環境，需要同時具備散熱與絕緣功能的材料。透過碳化木質素、奈米碳管摻合 CNF 等方式，可製成：

• 導熱膠（Thermal Interface Material, TIM）
• 散熱片或內部填充材
• 高熱穩性封裝樹脂

這類生質複合材料比起傳統石化基填料（如矽膠或石墨）更環保，且重量更輕、來源可再生。

 

 

4️⃣ 模組化 AI 裝置的生質外殼與結構件

 

消費性 AI 裝置如語音助理（Alexa）、智慧音箱、家庭機器人，通常使用塑膠外殼，但這些材料不易回收且碳足跡高。生質塑膠（如 PLA、PHA）或木粉混成材料可製成：

• 高質感仿木紋 AI 裝置外殼
• 具生分解特性的產品模組
• 結構穩定、可 3D 列印的 AI 機器人零件

這些設計不僅符合永續精神，也能賦予產品自然、親和的品牌形象。

 

5️⃣ AI 邊緣運算模組的綠色電路板與介電材料

 

邊緣AI設備需要小型化、高整合度的電路設計。改質木質素與生質聚合物可用於：

• 生質聚酰亞胺（Bio-PI）作為柔性基板
• 環保型阻焊劑與介電層填料
• 可分解型電路板用料（推動產品回收分解設計）

這類材料的使用不僅符合 RoHS、WEEE 等國際環保法規，還能在 ESG報告中作為永續實證。

 

三、未來機會與產業趨勢

發展面向	說明
綠色品牌策略	Apple、Google 等大廠皆開始推動碳中和與材料永續計畫，生質材料為重要突破口。
製造技術成熟	生質材料已可透過射出、塗佈、濕式法、3D 列印等方式加工，產線導入障礙逐漸消除。
AI加速材料創新	材料資訊學（Materials Informatics）可加速性能預測、組成設計與最適加工參數。
法規與認證標準	國際市場要求更多碳足跡透明、生質比例標示與產品回收規範，生質材料具相對優勢。

 

結語

 

AI 裝置的發展不該只追求效能，還需考量它與環境的關係。生質材料正為這場智慧革命提供新的選項，讓我們在科技前進的同時，也邁向更綠、更負責的未來。從感測器、觸控膜、封裝膠到電路板，生質材料的應用已不再是「未來想像」，而是正在發生的產業現實。下一步，是企業與開發者如何把握這場材料革命，在「AI NEXT」的同時，也實現「GREEN NEXT」。