未來所有產品，無論貨船上的貨柜，還是裝牛奶的紙盒，都會以無線射頻識別(RFID)標簽的形式，配備所謂“數位記憶”(digital memory)裝置。這種裝置會以無線電信號掃描各種資訊，包括產品的產地、目的地以及保存期限等。拜耳材料科技研究人員目前正針對這些無線晶片，進行新材料的研發。 

　　現在世界各地幾乎都看得到回轉壽司，小巧精致的美食放在輸送帶上，不斷經過饕客的面前。最近日本出現結合了價格標簽的壽司盤，盤子底下裝有微小的晶片與天線，可將盤上的食物價格傳送至讀取器，持續更新帳單。無線射頻識別(RFID)技術所制作的智慧晶片，將是資訊科技下一個革命性的產品，只要使用這種方法，即可利用無線電波傳送資料，不需要任何實體或可見的接觸。 

　　無線射頻識別技術將資料與真實世界結合在一起。完整的無線射頻識別系統包括晶片、讀取器，以及具有資料庫介面的軟體應用程式。晶片就是一般所說的感應器，需要固定在物體上，讀取器則是用于存取晶片的識別代碼。無線射頻識別標簽利用天線接收讀取器所發射的無線電波，揭露其中所包含的資訊。 

　　晶片通常含有數字碼，代表儲存在資料庫中的資訊。利用這種方法，全世界每項物件都能擁有清楚的識別資料，不會出錯。無線射頻識別技術除了使用在壽司盤上，也應用于上一屆世界杯足球賽的門票上；再過幾年，幾乎可用于所有產品，特殊的主動式標簽甚至具有自己的微型電腦或資料庫。 

　　圖1、未來，更衣室的鏡子可為顧客提供各種資訊，包括可選的顏色及尺寸，以及相關的衣物洗滌說明，只要將無線射頻識別(RFID)標簽縫制在衣服上，這一切便可成真。 

　　全球市場120億美元 

　　根據美國升陽電腦(Sun Microsystems)預估，到了西元2012年，配備無線射頻識別晶片的物件數量，最多可達一兆。對經濟而言，無線射頻識別絕不只是資訊科技方面的議題，而是一種廣泛的物流概念，從產業預測即可明顯發現其實際情形。根據蘇黎士瑞士聯邦技術學院(ETH Zurich)所提供的資料，無線射頻識別系統的全球市場規模，到西元2010年會成長至驚人的120億美元，其中40億為內建電源的主動式標簽，55億為被動式標簽，即沒有能量來源的標簽，另外的20億則為讀取器。 

　　零售部門可說是推動此發展的最大力量，像是麥德龍集團(Metro Group)，目前就針對無線射頻識別的使用進行測試，評估是否能作為集團未來商店計畫(Future Store Initiative)的一部份。 

　　圖2、讓食物采買更容易。麥德龍集團未來商店中的購物車，都裝有個人購物助理裝置，利用無線射頻識別(RFID)技術登記所有車中的貨品，再交給收銀人員即可。  
   
　　無線射頻識別系統的應用 

　　目前，無線射頻識別的應用市場成長緩慢，原因在于無線標簽的價格仍偏高。不過，現在已經出現許多應用方式。例說，梵蒂岡圖書館中二百萬本的書籍與手稿都裝上了無線標簽，以加快清點與借閱的程序。在空中巴士A380客機上，則裝設有10000個無線射頻識別感應器，使維修工人可以快速找到重要組件，而每個重要零件都各有維修記錄。 

　　在丹麥，畢倫(Billund)樂高積木樂園里，如果有孩童走失，可以利用他們手臂上配戴的無線射頻識別臂環找到家人。另外，巴塞隆納的巴甲海灘俱樂部(Baja Beach Club)則將一公分大的晶片注射到皮下，作為會員卡之用。德國弗倫斯堡(Flensburg)有間啤酒廠，在所有啤酒桶上安裝無線射頻識別感應器，讓清潔系統判定目前桶中的啤酒類型，自動調整清潔周期的強度。 

　　制作天線的創新銀質材料 

　　拜耳研究團隊正與丹尼爾?魯哈德博士(Dr. Daniel Rudhardt)共同努力，要讓無線射頻識別技術更便宜、更耐用。目前就被動式標簽來說，天線、晶片以及基質材料，各占總成本約三分之一。拜耳專家正針對這三種組件研究最佳的材料方案，希望在未來幾年進一步降低價格。事實上，目前最可能實現的就是天線所使用的材料。天線材料必須具備金屬般的高傳導性。拜耳材料科技奈米技術創新經理史提芬?邦穆勒博士(Dr. Stefan Bahnmuller)表示：“最佳選擇是利用分散金屬粒子所制成的墨水。”

　　另外，拜耳的研究人員也將注意力放在基質材料上。拜耳材料科技新事業部門電子／電子應用專家馬丁?霍普博士(Dr. Martin Hoppe)指出：“這項工作需要專精電子的人才。此外，材料本身的要求非常高，而且每種應用方式都不一樣。” 

　　無線射頻識別標簽讓偽造品無所遁形 

　　汽車輪胎中的標簽存有制造資訊與生產資料，可以防止低價的仿制品。不過，其材質必須更為強韌，因為晶片如果在400大氣壓及攝氏180度的條件下，處于多種腐蝕性氧化劑混合的環境中，會產生硫化現象而進入胎壁之中。還不只是這個問題，橡膠輪胎的胎壁是承受變形最嚴重的部份，車輛在行進的時候，會拉長無線射頻識別晶片的基質材料，最多可達其原本長度的10%。 

　　另外，天氣寒冷時，晶片的基質材料絕對不能碎裂，不然可能會刺破輪胎。拜耳專家正與制造商一同努力改進標簽材質，目前所選的材料是熱塑性聚胺酯(TPU)，有各種不同強度及熔點的薄膜可供使用。 

　　目前使用柔軟及熔點低的熱塑性聚胺酯與其他塑膠結合，結合對象包括用于埋置無線射頻識別晶片的聚碳酸酯。德克?舒茲博士(Dr. Dirk Schultze)擔任拜耳子公司Epurex應用科技開發與品質部門的主管，他表示：“聚碳酸酯樹脂往往太過堅硬，需要有熱塑性聚胺酯材質的彈性里層吸收力量，否則可能會在受力后碎裂。”Epurex公司在三年前以獨特的“彈性”技術，進入無線射頻識別基質薄膜的市場。 

　　防偽身份證件使用的特殊薄膜 

　　Epurex開發出一種結合三層熱塑性聚胺酯的夾層材料，厚度薄，適合用于護照上；中層穿孔后可完整容納晶片，天線則埋置在中層與頂層之間，這樣的構造可將晶片與天線間連結變形的可能性降到最低。 

　　圖3、無線射頻識別(RFID)標簽的結構是以塑膠薄膜為基礎，塑膠薄膜以壓出機制造，經過數次冷卻后，再切割成所需的大小。  
  
　　Epurex成功的重要推手之一，就是政府機構對提高身份文件安全性的需求。舉例來說，美國海關要求身份文件裝有無線射頻識別晶片，里面含有指紋等生物資料。 

　　使用Epurex制造的熱塑性聚胺酯薄膜，晶片、天線、紙張以及聚碳酸酯，聚氯乙烯(PVC)或聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜可在多重步驟的處理下，結合成薄的夾層(0.3至0.4公分)，再運用熱力及壓力嵌入此夾層，結合在護照的紙張與紙板之間，同時強化了護照的脊部。 

　　理論上，這項程序也可以使用其他塑膠材料，不過熱塑性聚胺酯薄膜具有決定性的優勢。舒茲博士表示：“如果你想打開它，材料本身就會遭到破壞。”不過，這并不是無線射頻識別專家追求創新的終點，他們持續針對薄膜測試新的應用方式。最新的成功實例，開發人員使用特殊的二極體雷射，在攝影膠卷之類的塑膠材料上，首次成功進行個人特征的曝光。使用這種方法，高解析度的黑白相片便可在薄膜上成像，相較于傳統的紙本相片，更能有效防止護照偽造。

　　(文/臺灣拜耳材料科技 張旭卿)

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