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【公關組】 蛙類皮膚啟發 興大研發仿生多功能抗藻塗料 登國際頂尖期刊

更新時間:2021-09-24 08:21:03 / 張貼時間:2021-09-07 09:01:14
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新聞來源秘書室媒體公關組
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蛙類柔軟滑溜的皮膚,促發中興大學材料系薛涵宇副教授團隊研究靈感,研發出可抗水中生物附著的多功能仿生塗料,此蛙皮啟發所開發而成的仿生塗層為全球首創,未來可應用於船體潛艦與離岸油槽表面抗汙、飛機抗冰、水下光學設備自清潔等多元用途,研究成果將於10月刊登於材料頂尖期刊《先進功能性材料》(Advanced Functional Materials),並獲選為內頁封面故事。

薛涵宇表示,細菌、微型藻類、藤壺、貽貝等水下生物,在潮濕環境下會附著於船舶等水下器具表面,造成髒損,此類水下汙垢生物除了影響器具外觀並造成表面結構損壞外,也會造成經濟與環境巨大的影響。以大型船舶為例,一旦汙垢生物附著於船體表面,經過長時間積累後,大量的附著生物將增加船體的負載,不僅減緩航行速度,更間接導致能源消耗的增加。船隻航行至世界各地,也會將汙垢生物散播,以外來物種身分進一步繁殖,破壞當地生態平衡。特別是當污垢或細菌等髒污進入精密電子儀器內部,可能造成儀器的損壞,帶來更巨大的損失。

此研究模仿兩生類動物青蛙皮膚具有柔軟能起皺且滑溜的特性,觀察多種臺灣本土特有種青蛙的表皮型態後獲得啟發。薛涵宇指出,蛙類皮膚放大3萬倍後,可發現其丘狀突起表面散佈點狀或溝槽等微米型態,而這些孔洞溝槽有助於分泌潤滑液的儲存,因此,他們歸結蛙類皮膚具抗藻與抗污作用,是來自於表面多尺度微結構可儲存並保留蛙皮所分泌的滑液。

該團隊以獨創的高分子合成技術,在微米等級的皺褶表面上製造奈米孔洞,並在表面注入潤滑液,如矽油等,形成仿蛙類皮膚的滑溜表面,皺褶曲面因表面不平坦不利於藻類附著,形成結構性抗藻能力,而奈米孔洞則具強大的毛細力,可吸附矽油,形成穩定且長效型的滑液表面,可讓滑液不因洋流等剪切力的衝擊而快速流失,此滑溜表面可使生物汙垢不易沾黏,進而隨著水流而脫附,進一步強化結構性表面抗汙能力。同時,在動態環境與不同藻類種類中測試,皆證實此種塗層具有長效性的抗生物污垢附著能力,能應付不同環境,如淡水與海水中的多樣藻類。

團隊表示,此篇論文第一作者博士生陳亭綸為主要執行者,從實驗設計到樣品製備皆具獨創性,特別感謝興大簡麗鳳教授與彰師大王瑋龍教授提供藻類,感謝東華大學楊懿如教授提供青蛙樣品,該研究為一成功的純本土團隊跨領域合作。

薛涵宇表示,臺灣為亞熱帶的海島型國家,氣候潮溼,淡水池塘湖泊散佈,藻類極易生長,此研究提出有效的抗藻對策,希望協助解決臺灣本土的民生、社會與環境問題,未來將嘗試降低材料成本與技術門檻,從高分子材料出發,跨領域整合材料化學與界面科學,調控奈米混成材料的型態與組成,進一步推廣至工業界實現產品化的可能。

期刊原文: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202104173?af=R



全球首創 中興大學仿蛙皮研發抗水中生物塗料

稿源:2021-09-22/中時/陳淑芬

蛙類皮膚柔軟滑溜,中興大學材料系團隊全球首創仿蛙皮的抗水中生物附著塗料,未來可應用於船體潛艦與離岸油槽表面抗汙及飛機抗冰等多元用途。興大副教授薛涵宇22日表示,以獨創的高分子合成技術在微米等級的皺褶表面上製造奈米孔洞,並將潤滑液注入表面,形成仿蛙類皮膚的滑溜表面,可強化結構性表面抗水中生物附著及抗汙能力。

薛涵宇表示,細菌及微型藻類等水下汙垢生物,在潮濕環境下會附著於船舶等表面,不但影響外觀,損壞表面結構,也會波及環境。他以大型船舶為例指出,汙垢生物長期附著在船體表面生長,增加船體負載、減緩航行速度、消耗能源,隨航行世界各地而四處散播,破壞當地生態平衡,若侵入精密電子儀器,可能損壞儀器。

薛涵宇指出,青蛙的皮膚有柔軟、能起皺及滑溜等特性,具抗藻與抗污作用,將台灣本土特有種青蛙表皮放大3萬倍研究觀察,發現原因在於丘狀突起表面散佈微米型態的點狀或溝槽孔洞,可儲存保留蛙皮所分泌的滑液。

研究團隊以此靈感,獨創的高分子合成技術,在微米等級的皺褶表面製造奈米孔洞,並在表面注入潤滑液,形成仿蛙類皮膚的滑溜表面。薛涵宇分析,皺褶曲面因表面不平坦不利於藻類附著,形成結構性抗藻效果;奈米孔洞則具強大毛細力,可吸附矽油等潤滑油,形成穩定且長效型的滑液表面,強化結構性表面抗汙能力。

薛涵宇表示,此研究第一作者博士生陳亭綸為主要執行者,從實驗設計到樣品製備皆具獨創性,研究成果將於10月刊登於材料頂尖期刊《先進功能性材料》(Advanced Functional Materials),並獲選為內頁封面故事。



蛙類皮膚啟發 興大全球首創仿生抗藻塗料登國際期刊

稿源:2021-09-22 /聯合報/喻文玟

蛙類柔軟滑溜的皮膚,促發中興大學材料系副教授薛涵宇團隊的研究靈感,研發出一種可抗水中生物附著的多功能仿生塗料。這款從蛙皮衍生的仿生抗藻塗層是全球首創,未來可應用在船體潛艦與離岸油槽表面抗汙、飛機抗冰、水下光學設備自清潔等多元用途,研究成果將在10月刊登於材料頂尖期刊「先進功能性材料」還獲選是內頁封面故事。

興大材料系副教授薛涵宇表示,細菌、微型藻類、藤壺、貽貝等水下生物,在潮濕環境下會附著在船舶等水下器具的表面,造成髒損,長期除了影響器具外觀,也會造成表面結構損壞,若汙垢或細菌等髒汙進入精密電子儀器內部,可能造成儀器的損壞,帶來更巨大的損失。

以大型船舶為例,一旦汙垢生物附著於船體表面,經長時間積累後,大量的附著生物將增加船體的負載,不僅減緩航行速度,更間接導致能源消耗的增加,船隻航行至世界各地,也會將汙垢生物散播,以外來物種身分進一步繁殖,破壞當地生態平衡。

興大全球首創的「抗藻塗料」模仿兩生類動物青蛙皮膚,具柔軟性能起皺、滑溜,研究團隊觀察多種台灣本土特有種青蛙的表皮型態後獲得啟發。

薛涵宇指出,蛙類皮膚放大3萬倍後,可發現其丘狀突起表面,散佈點狀或溝槽等微米型態,這些孔洞溝槽有助於分泌潤滑液儲存,因此,他們歸結蛙類皮膚具抗藻與抗汙作用,是來自表面多尺度微結構,可儲存並保留蛙皮所分泌的滑液。

薛涵宇的研究團隊,以獨創的高分子合成技術,在微米等級的皺褶表面上,製造奈米孔洞,並在表面注入潤滑液,如矽油等,形成仿蛙類皮膚的滑溜表面,皺褶曲面因表面不平坦不利於藻類附著,形成結構性抗藻能力,奈米孔洞則具強大的毛細力,可吸附矽油,形成穩定且長效型的滑液表面,可讓滑液不因洋流等剪切力的衝擊而快速流失。

研究團隊多次實驗,確定仿生的滑溜表面,可讓生物汙垢不易沾黏,進而隨著水流而脫附,進一步強化結構性表面抗汙能力,在動態環境與不同藻類種類中測試,皆證實此種塗層具有長效性的抗生物汙垢附著能力,能應付不同環境,如淡水與海水中的多樣藻類。

這篇論文的第一作者是博士生陳亭綸,他從實驗設計到樣品製備皆具獨創性,感謝興大簡麗鳳教授與彰師大王瑋龍教授提供藻類,東華大學楊懿如教授提供青蛙樣品,讓這項研究成為純本土團隊跨領域合作。

薛涵宇表示,台灣為亞熱帶的海島型國家,氣候潮溼,淡水池塘湖泊散佈,藻類極易生長,此研究提出有效的抗藻對策,希望協助解決台灣本土的問題,未來將嘗試降低材料成本與技術門檻,從高分子材料出發,跨領域整合材料化學與界面科學,調控奈米混成材料的型態與組成,進一步推廣至工業界實現產品化的可能。

期刊原文:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202104173?af=R



蛙類皮膚啟發 興大研發仿生多功能抗藻塗料 登國際頂尖期刊

稿源:2021-09-22/大成報/蕭宇廷

蛙類柔軟滑溜的皮膚,促發中興大學材料系副教授薛涵宇團隊研究靈感,研發出可抗水中生物附著的多功能仿生塗料,該仿生塗層堪稱全球首創;未來可應用於船體潛艦與離岸油槽表面抗汙、飛機抗冰、水下光學設備自清潔等多元用途。研究成果將於10月刊登於材料頂尖期刊《先進功能性材料》(Advanced Functional Materials),並獲選為內頁封面故事。

薛涵宇表示,細菌、微型藻類、藤壺、貽貝等水下生物,在潮濕環境下會附著於船舶等水下器具表面、造成髒損;該類水下汙垢生物除了影響器具外觀、並造成表面結構損壞外,也會造成經濟與環境巨大的影響。

以大型船舶為例,一旦汙垢生物附著於船體表面,經過長時間積累後,大量的附著生物將增加船體的負載,不僅減緩航行速度、更間接導致能源消耗的增加。船隻航行至世界各地,也會將汙垢生物散播、以外來物種身分進一步繁殖,破壞當地生態平衡。特別是當污垢或細菌等髒污進入精密電子儀器內部,可能造成儀器的損壞,帶來更巨大的損失。

該研究模仿兩生類動物青蛙皮膚具有柔軟能起皺且滑溜的特性,觀察多種臺灣本土特有種青蛙的表皮型態後獲得啟發。薛涵宇指出,蛙類皮膚放大3萬倍後,可發現其丘狀突起表面散佈點狀或溝槽等微米型態,而這些孔洞溝槽有助於分泌潤滑液的儲存;因此,他們歸結蛙類皮膚具抗藻與抗污作用,是來自於表面多尺度微結構可儲存並保留蛙皮所分泌的滑液。

而團隊以獨創的高分子合成技術,於微米等級的皺褶表面上製造奈米孔洞,並在表面注入潤滑液、如矽油等,形成仿蛙類皮膚的滑溜表面。皺褶曲面因表面不平坦不利於藻類附著,形成結構性抗藻能力;奈米孔洞則具強大的毛細力、可吸附矽油,形成穩定且長效型的滑液表面,可讓滑液不因洋流等剪切力的衝擊而快速流失。該滑溜表面可使生物汙垢不易沾黏、進而隨著水流而脫附,進一步強化結構性表面抗汙能力。

同時,在動態環境與不同藻類種類中測試,皆證實該種塗層具有長效性的抗生物污垢附著能力,能應付不同環境,如淡水與海水中的多樣藻類。

團隊透露,該篇論文第一作者博士生陳亭綸為主要執行者,從實驗設計到樣品製備皆具獨創性,特別感謝興大教授簡麗鳳與彰師大王瑋龍教授提供藻類,感謝東華大學教授楊懿如提供青蛙樣品,使研究為一成功的純本土團隊跨領域合作。

薛涵宇指出,臺灣為亞熱帶的海島型國家、氣候潮溼,淡水池塘湖泊散佈、藻類極易生長;該研究提出有效的抗藻對策,希望協助解決臺灣本土的民生、社會與環境問題。未來將嘗試降低材料成本與技術門檻,從高分子材料出發,跨領域整合材料化學與界面科學,調控奈米混成材料的型態與組成,進一步推廣至工業界實現產品化的可能。



蛙類皮膚啟發 興大研發仿生多功能抗藻塗料 登國際頂尖期刊

稿源:2021-09-22/中央社

蛙類柔軟滑溜的皮膚,促發中興大學材料系薛涵宇副教授團隊研究靈感,研發出可抗水中生物附著的多功能仿生塗料,此蛙皮啟發所開發而成的仿生塗層為全球首創,未來可應用於船體潛艦與離岸油槽表面抗汙、飛機抗冰、水下光學設備自清潔等多元用途,研究成果將於10月刊登於材料頂尖期刊《先進功能性材料》(Advanced Functional Materials),並獲選為內頁封面故事。

薛涵宇表示,細菌、微型藻類、藤壺、貽貝等水下生物,在潮濕環境下會附著於船舶等水下器具表面,造成髒損,此類水下汙垢生物除了影響器具外觀並造成表面結構損壞外,也會造成經濟與環境巨大的影響。以大型船舶為例,一旦汙垢生物附著於船體表面,經過長時間積累後,大量的附著生物將增加船體的負載,不僅減緩航行速度,更間接導致能源消耗的增加。船隻航行至世界各地,也會將汙垢生物散播,以外來物種身分進一步繁殖,破壞當地生態平衡。特別是當污垢或細菌等髒污進入精密電子儀器內部,可能造成儀器的損壞,帶來更巨大的損失。

此研究模仿兩生類動物青蛙皮膚具有柔軟能起皺且滑溜的特性,觀察多種臺灣本土特有種青蛙的表皮型態後獲得啟發。薛涵宇指出,蛙類皮膚放大3萬倍後,可發現其丘狀突起表面散佈點狀或溝槽等微米型態,而這些孔洞溝槽有助於分泌潤滑液的儲存,因此,他們歸結蛙類皮膚具抗藻與抗污作用,是來自於表面多尺度微結構可儲存並保留蛙皮所分泌的滑液。

該團隊以獨創的高分子合成技術,在微米等級的皺褶表面上製造奈米孔洞,並在表面注入潤滑液,如矽油等,形成仿蛙類皮膚的滑溜表面,皺褶曲面因表面不平坦不利於藻類附著,形成結構性抗藻能力,而奈米孔洞則具強大的毛細力,可吸附矽油,形成穩定且長效型的滑液表面,可讓滑液不因洋流等剪切力的衝擊而快速流失,此滑溜表面可使生物汙垢不易沾黏,進而隨著水流而脫附,進一步強化結構性表面抗汙能力。同時,在動態環境與不同藻類種類中測試,皆證實此種塗層具有長效性的抗生物污垢附著能力,能應付不同環境,如淡水與海水中的多樣藻類。

團隊表示,此篇論文第一作者博士生陳亭綸為主要執行者,從實驗設計到樣品製備皆具獨創性,特別感謝興大簡麗鳳教授與彰師大王瑋龍教授提供藻類,感謝東華大學楊懿如教授提供青蛙樣品,該研究為一成功的純本土團隊跨領域合作。

薛涵宇表示,臺灣為亞熱帶的海島型國家,氣候潮溼,淡水池塘湖泊散佈,藻類極易生長,此研究提出有效的抗藻對策,希望協助解決臺灣本土的民生、社會與環境問題,未來將嘗試降低材料成本與技術門檻,從高分子材料出發,跨領域整合材料化學與界面科學,調控奈米混成材料的型態與組成,進一步推廣至工業界實現產品化的可能。

期刊原文: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202104173?af=R



抗藻抗污 仿生塗層靈感來自青蛙皮

稿源:2021-09-23/自由時報 /蘇孟娟

青蛙滑溜的皮膚,或許有人覺得噁心,卻讓中興大學材料系副教授薛涵宇研究團隊相中,成功研發出可抗水中生物附著的多功能仿生塗料。興大團隊指出,仿生塗層靈感來自蛙皮,未來可應用於船體、潛艦與離岸油槽表面抗汙等多元用途;研究成果獲材料頂尖期刊「先進功能性材料」(Advanced Functional Materials)採用,將在10月刊登,並獲選為內頁封面故事。

薛涵宇指出,細菌、微型藻類等水下生物,常附著在船舶等水下器具表面,除造成髒污、影響外觀外,更會造成表面結構損壞,甚至會對環境形成巨大影響。以大型船舶為例,若汙垢生物長時間附著、累積在船體表面,增加船體負載,間接增加能源消耗外,甚至隨船隻航行到世界各地也散播汙垢生物,造成外來物種繁殖,破壞當地生態平衡等。

薛涵宇與論文第一作者博士生陳亭綸等團隊成員,觀察多種台灣本土特有種青蛙的表皮型態,將青蛙皮膚放大3萬倍後,發現其丘狀突起表面,散佈點狀孔洞或溝槽等,有助儲存青蛙分泌的潤滑液,歸結出青蛙皮膚抗藻與抗污的原因。

該團隊模仿青蛙皮膚特性,以獨創的高分子合成技術,在微米等級的皺褶表面上,製造奈米孔洞,並在表面注入如矽油等潤滑液,形成仿蛙類皮膚的滑溜表面,因表面有皺褶,不平坦而不利藻類附著,且奈米孔洞具強大的毛細力,能吸附矽油,讓滑液不因洋流衝擊流失,且生物汙垢不易沾黏。

薛涵宇說,在淡水、海水動態環境與測試不同藻類後,皆證實仿生塗層具有長效性的抗生物污垢附著能力,未來將嘗試降低材料成本與技術門檻,實現產品化的可能。
本文第一作者博士生陳亭綸(左)與薛涵宇副教授(右)。

本文第一作者博士生陳亭綸(左)與薛涵宇副教授(右)。

模仿青蛙皮膚(右上角)所製備的多功能仿生塗層表面型態。

模仿青蛙皮膚(右上角)所製備的多功能仿生塗層表面型態。

塗佈於蛙鏡上之抗藻測試比較:左半部未塗佈; 右半部塗佈仿生抗藻塗層,呈現優異的抗藻效果。

塗佈於蛙鏡上之抗藻測試比較:左半部未塗佈; 右半部塗佈仿生抗藻塗層,呈現優異的抗藻效果。

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