Duc Dung Nguyen, Cher Ming Tan, Chia-Chen Hsu, Rajarshi Sarkar, Hsiao-Chien Chen,
Takeo Miyake, Chien-Hsu Chen, Huan Niu, Van-Dai Pham, Po-Yu Kung, C. R. Kao
Advanced Materials, 2026, e11363

長庚大學 電子工程學系 陳始明教授
國立中正大學 物理學系 許佳振特聘教授

在低地球軌道（LEO）環境中，電子元件面臨高能質子輻射導致的損壞風險。傳統衛星設計需額外安裝沉重的屏蔽金屬與獨立的儲能系統，這限制了航天器的小型化。本研究開發出一種結合「質子輻射防護」與「儲能」雙重功能的 AHG 薄膜材料，旨在提供高效、輕量化的二合一解決方案。研究團隊利用紅外線退火技術，在鎳銅合金表面合成了 AHG 薄膜。該材料由約 55 nm 的非晶氧化鋁與約 5 nm 的氫化石墨烯組成，當加入PET基材時，單層總厚度僅約 125 um。化學分析證實層間存在強大的共價鍵（如 Al-C、Al-O-C），確保了結構的穩定性。在 15.2 MeV 的質子流測試中，AHG 薄膜展現出優異的衰減能力。5 層堆疊薄膜可降低約 43% 的入射質子通量；7 層堆疊則可顯著降低達 64%。屏蔽機制主要透過氫化石墨烯中的 C-H 鍵 捕獲質子，以及氧化鋁與石墨烯間的異質界面產生散射效應，有效消耗質子能量。AHG 材料被製成微型超級電容器，具備極佳的電化學性能。能量密度達 8.33 mWh/cm³，功率密度達 130 mW/cm³。在強輻射環境下，電容量保留率仍高達 93%，展現極高的工作可靠性。AHG 材料成功突破了功能單一的限制，證明納米級薄膜能同時滿足航天級的防護與供電需求，為未來深空探測與微型衛星的可靠性設計奠定了基礎。