臺灣設計師參戰!獲獎建築 Metabolic City 要你住海上
臺灣設計師參戰!獲獎建築 Metabolic City 要你住海上

繼「不願面對的真相」和「正負 2 度 C」之後,國家地理頻道的「洪水來臨時」又在全球吹起了另一波環保浪潮,其中海平面的不斷上升在三部紀錄片裡皆不斷被提及,如何與越來越高的海平面共處,將是未來的關鍵課題,而建築設計在其中扮演著不可或缺的角色。

水上建築的概念在荷蘭已經行之有年,荷蘭人與水的歷史悠久,從早期的與海爭地到現在的水上建築,荷蘭人用盡各種方式和水共處;事實上,荷蘭境內已經有一定數量的水上建築了(船屋或漂浮屋),例如這棟由 Attika 建造而成的 Werkhaven Waternet 即是漂浮屋的一例。

來自台灣的尹道鏹(Wall)設計師設計了一個小型海上社區 Metabolic City ,參加了國際組織 Seasteading(海上家園)所舉辦的「漂浮城市計畫-建築設計競賽」並奪下獎項。在此競賽中,除了最基礎的建築架構與設計美感之外,環境永續性、預算可行性與天災適應度也是評審關心的要素。

Metabolic City 在外圍上裝置了可移動式透明的太陽能板,可以隨著太陽日照移動到最有效率產電的位置,透明的材質讓陽光可以透出太陽能板,讓內部居民依然能夠享受美好的陽光;這種可移動式的結構也能更有效的抵抗海浪,由於 Metabolic City 是可移動式的,避免被浪推走也是很重要的建築考慮要素。

既然漂浮在海上,意味著建築是可以移動的。因此,可移動的外牆還能夠隨著風向調整方位,讓空氣充分對流,打造出更適宜的溫度,用大自然代替冷氣,減少碳足跡,此外 Metabolic City 外圍也運用植物促進水對流,回收雨水,讓 Metabolic City 成為環境友善的水上建築。

Metabolic City 上的建築主要分為住宅區、辦公區以及旅館(觀光),尹道鏹使用模組化的設計概念,每一個區塊和平台都是可以拆開和個別移動的,可以有效減少移動和擴建成本。

看到這個想像圖美景是否讓你對於這種可移動(或說漂浮)式的海上綠色社區感興趣了呢,讀者不妨參考一些有蓋海上建築的國外建築事務所如 AttikaWaterstudio 的建築設計,了解一下現在的海上建築技術到底走到哪裡,畢竟,如果海平面繼續以這個速度升高,海上建築很可能是幾十年後的主流建築。

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2025年總統科學獎〉沒有前人就自己開路!「高熵合金之父」葉均蔚院士,引領全球材料新革命
2025年總統科學獎〉沒有前人就自己開路!「高熵合金之父」葉均蔚院士,引領全球材料新革命

想像一下,人類數千年來對物質世界的理解,突然被一個大膽構想徹底顛覆,會是什麼樣子?

當傳統材料學界仍謹守1~2種主元素為基底的定律時,2025年總統科學獎得主,國立清華大學材料科學工程學系特聘研究講座教授、中央研究院院士葉均蔚院士,卻逆向思考,開創能讓數十種元素混合的「高熵合金」領域,不僅為元素週期表注入嶄新生命力,更點燃全球半導體、智慧機械、綠能科技、國防與生醫等領域的無限創新火花。

「潛水」8年,釀出材料革命

葉院士透露,自古以來,要想構成「合金」,都由單一或少量元素構成,但1995年,他在驅車前往臺北的路上,腦中靈光乍現,迸發出讓多種元素混合成合金的想法。

有意思的是,葉院士很清楚,「高熵合金」這項突破性構想,將會徹底顛覆材料學的根基。因此,為了鞏固臺灣的領導地位,1995至2003年間,他刻意沉潛、默默研究,不發表任何相關論文,「這是我的經營管理策略!」他認真道。

葉院士於頒獎典禮發表研究之路的心聲點滴。
葉院士於頒獎典禮發表研究之路的心聲點滴。
圖/ 數位時代

因此儘管8年寒窗苦讀無人知,甚至曾有計畫審查委員直言,若讓高熵合金的計畫通過,會鬧出「國際笑話」,葉院士仍憑藉著對高熵效應的堅定信念,逐步累積實驗數據與理論心得,最終於2004年,一口氣發表5篇高熵材料論文,為高熵合金新材料命名、定義和建立理論基礎,之後平均每年發表10篇研究,並陸續提出高熵效應、晶格扭曲效應、緩慢擴散效應、雞尾酒效應等核心效應,對材料科學理論做出重大貢獻。

這股「論文風暴」,不僅讓《Nature》在2016年發布專題報導,確立了高熵合金領域的價值,以及確認臺灣做為發源地的地位,還成功引發全球專家學者的重視與跟進,也讓葉院士成為「高熵合金之父」。

在為臺灣奠定高熵合金領導地位之餘,葉院士還期望將這股力量向下傳承,因此在清華大學成立全球首個高熵材料研發中心,由他擔任主任。中心匯集了來自全臺各大學逾60位跨校、跨領域的頂尖教授,組成材料界的「夢幻隊」,一同探討高熵學理,開發高功能材料,每年還開設相關課程,培育近百名具備傳統與高熵「全材料」研發能力的專業人才,為學界、業界提供源源不絕的活水。

更重要的是,葉院士很早就知道,學術研究的價值不應只停留在論文發表。事實上,他在從事教職之初,便開始擔任業界顧問,深入現場解決問題,這反過來讓他的研究,更加貼近現場。

2021年,他透過清大授權高熵材料科技的3千萬元授權金,如今,在資本市場已增值8倍,達到2.4億元;他也擁有逾50項專利,其中,超過22項為高熵材料發明專利授權,「學者不能只在『象牙塔』中做研究,要積極與產業互動,將所學貢獻於實用,尤其現今臺灣製造業面臨轉型挑戰,學術界的創新非常關鍵。」

看著葉院士現今擁有的非凡成就,多數人可能以為他背景優渥,其實,他出生偏鄉、從未出國留學、進修。來自宜蘭南澳的他,成長過程中資源相對匱乏,但這反而養成他從小「凡事自己動手做」的習慣,「這種獨立解決問題、親身實踐的精神,就是我在科學研究上,不斷突破的基石。」

葉院士全家於2025總統科學獎頒獎現場溫馨合影。
葉院士全家於頒獎現場溫馨合影。
圖/ 數位時代

不曾出國留學、進修,也能做出世界級的突破

葉院士從學士、碩士一路念到博士,是標準的「清華大學材料科學工程寶寶」。在那個「去去去去國外」、留學盛行的年代,他選擇做個異類,深耕臺灣,「對國家做出貢獻比個人發展更重要!而且我相信,就算在臺灣,也能憑藉我們的智慧、能力,做出世界級創新。」

葉院士建議,年輕學者、莘莘學子們應心存善念,並秉持著求甚解、動手做的態度,多元、快樂學習,「強大的企圖心,能創造價值;與人為善,則能聚集眾力,共同實現宏大目標。」

臺灣「高熵合金之父」葉院士,賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」 殊榮。
臺灣「高熵合金之父」葉院士,賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」 殊榮。
圖/ 數位時代

問「高熵合金之父」接下來還有什麼目標?他笑稱,自己自大學二年級起,便懷抱著「飛碟夢」,而要實現夢想,需要室溫超導、極耐高溫等前所未有的材料,他仍在兢兢業業努力中。飛碟夢看似遙遠,卻是前進的燃料,向來「說到做到」的葉院士,用對未來的無限想像,持續為材料科學鋪設一條通往新世界的道路,也為臺灣留下珍貴的創新資產。

葉均蔚 院士
專長:高熵合金及相關材料、製造工程等
現職:國立清華大學材料科學工程學系特聘研究講座教授
成就:開創「高熵合金」領域,徹底顛覆傳統金屬材料設計思維,為臺灣在高階製造、綠能技術及核融合能源領域奠下堅實根基

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