【公關組】興大工學院榮獲未來科技獎、國家新創獎
更新時間:2022-01-21 10:19:47 /
張貼時間:2022-01-21 10:17:12
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中興大學工學院邁入第60個年頭,產學合作,共同創造產業升級的能量,截至民國109學年度,已有11位教師榮獲科技部傑出研究獎。今年兩位老師在「友善環境」上有重大突破,榮獲「國家新創獎-學研新創獎」殊榮。
其中材料系老師薛涵宇,以「蛙類皮膚啟發之仿生水下抗生物汙垢附著表面塗層」,以生物友善的塗料,來解決臺灣本土民生、社會與環境所遭遇的挑戰-即水下器物表面被生物污垢附著而減少使用年限且增加油耗的問題;材料系終身特聘教授吳威德老師,以系列的「環保高效脫硫劑產品開發」,透過重複脫硫的過程,達到脫硫碴等廢棄物「零產出」,解決了煉鋼過程中爐碴處置的環保難題。
機械系的蔣雅郁老師,以「綠色製造,高效率萃取與分離器用於流動化學下游連續加工製程優化為例」,獲得2021年科技部未來科技獎。她改變過去「平面式」流動化學檢測,讓它「立體化」且可以「連續檢測」,數天的檢測過程簡化到七分鐘,此外也減少有機溶劑使用量,減少廢棄物的產生,實踐了綠色化學的目標,預估未來可在這對化工及製藥產業,帶動「革命性的變化」。
興大材料系薛涵宇老師指出,過去常接受業界委託,解決船舶、近岸管線、漁塭等藻類及魚貝類生物汙物附著的問題。因為這些水下生物汙物產生的生物膜,往往會造成金屬設施的腐蝕與剝落。過去業界常以含有重金屬的除汙劑處理,但對海洋生態造成不可逆的影響。喜歡郊遊踏青的薛老師,在一次戶外活動中,青蛙的光滑表皮給了他靈感,發現如果能製造出類似青蛙表皮突出及溝槽的皺褶,就能避免水下生物汙垢附著的難題。
最後他找到成份為「保麗龍、聚乳酸及矽油」為基底的塗料,創造出具親水性、可以大面積「濕式誘導」、產生具有奈米等級高分子孔洞的皺摺,再結合潤滑液的流動性,防止魚貝藻類在物體表面形成生物膜,進而解決生物汙附著的難題。薛涵宇老師表示,此次獲得新創獎的關鍵在於,除了微米等級的皺褶不利於生物汙垢附著,高分子奈米孔洞會以毛細力牽制潤滑液流失,增加儲存空間,也拉長抗生物附著塗料的使用效期。這種技術的中文稱為「滑液注入多孔表面」,雖然無法完全以天然材質取代,但已能大幅減少海洋重金屬汙染。目前塗料有效期是半年,但未來可望延長到一年的壽命。薛老師表示,透過學術結合產品研發,一開始是為了減少海洋汙染,未來也可以延伸應用在醫材防菌上,不論是友善環境和商機,都是值得期待的正向發展。
在綠色環境與減碳有重大研發進展,還有材料系終身特聘教授吳威德老師,看到新聞中不肖業者四處亂埋爐碴衍生的環境危害,思考如何讓煉鋼過程產生的有害物質「脫硫碴」,沒有機會再運出廠區。於是他和團隊進行一系列的「環保高效脫硫劑產品開發」,把原本要丟棄的爐碴,裡頭含硫的還原碴及鋁碴廢棄物,導入作為脫硫劑原料,達到「爐碴再利用」、「爐碴改性」、利用專利研發配比,再製造出電爐使用的「高效脫硫劑」,達到廢棄物去化、循環經濟的目標。吳老師用一個通俗的比喻,「自己產生的排泄物自己完全去化」,是他研發這一系列「環保高效脫硫劑」的終極目標,而且同時具有「縮短煉鋼時間」、「提升去雜質硫能力、增加鋼品潔淨度」、可「彈性調整配比適用不同鋼品生產」,「電爐治煉技術精進」,及「更環保的低鐵水治煉技術及高潔淨鋼品」的市場需求,也能大大提升國內中小型的鋼鐵廠,有能力面對國際上日益嚴格要求的ESG標竿。
工學院機械系蔣雅郁老師則是以綠色製造的概念,把平面變立體了!以化療的標靶藥物為例,在合成新藥物時往往曠日費時,透過立體、連續性加工製程,可以加速藥物研發速度,改變過去流動化學在「連續萃取」的下游加工製程,必需分批分次處理的難題。
她用特殊螺旋線圈,控制線圈間流動的界面壓力平衡的原理,讓溶劑達到高效萃取與分離效果,即使高黏度或多懸浮物樣本,透過流速的調整,也能達成目標,這樣的製程讓原本需要批次處理、耗費數天的化學萃取過程,縮短到7分鐘內完成,整體製程速度較傳統提高25倍。對於規模較小的精密化工及製藥,大大提高效率。
蔣雅郁老師表示,過去傳統流動化學連續加工的製程,多是平面式的「薄膜透析、萃取與分離」,膜材常常因為堵塞無法重複使用且速度慢,不同液體分離或加工萃取需要分次處理。但她利用螺旋線圈的設計,不需要更換耗材還可以連續測試,因此獲得了2021年科技部的未來科技獎。老師表示,這套高效率萃取反應器最大的特點在於在於萃取後不需要等待沉降,製程生產時間自然可以大幅縮短。而且還可以針對不同的需求去做調控,甚至是兩個液體表面張力不同時,解決過去薄膜透析的侷限。蔣雅郁估計,成本比批次的釜式反應器低,人力需求少一半以上,生產週期減少六到八成,甚至不需要大的設備設施,有機溶劑使用減少,大幅降低成本。
蔣雅郁用「樂高」的概念,來形容這個獲得2021科技部未來科技獎「高效率萃取與分離器用於流動化學下游連續加工製程優化」技術,除了上述的好處,它還可以隨著化學實驗的需求,像樂高機器人一樣,「組合」、「拆解」、「再組合」,還能模組化。配合各種目的需求,變成一個微型但功能無限延伸的高效率萃取與分離器。蔣老師還分享了一個小秘密,這個點子是她在英國求學時,偶然間把針筒接在彈簧上吸取液體,發現它美妙而特殊的流體力學現象,進一步觸發的點子,回國後和團隊不斷的測試各種材料,經過五年的時間,最後終於研發出這樣的技術,未來若能成功引進業界,可以達到綠色化學,友善環境的目標。
工學院院長楊明德則是指出,中興大學工學院教授群,資深和年輕的教授們,在各自的領域專長,結合產業需求,引領中台灣的產業升級,並協助業界解決問題、綠色升級。每年獲得研究及建教合作經費補助超過三億元,未來也持續扮演火車頭角色,一起和產業界共創台灣產業佳績。
其中材料系老師薛涵宇,以「蛙類皮膚啟發之仿生水下抗生物汙垢附著表面塗層」,以生物友善的塗料,來解決臺灣本土民生、社會與環境所遭遇的挑戰-即水下器物表面被生物污垢附著而減少使用年限且增加油耗的問題;材料系終身特聘教授吳威德老師,以系列的「環保高效脫硫劑產品開發」,透過重複脫硫的過程,達到脫硫碴等廢棄物「零產出」,解決了煉鋼過程中爐碴處置的環保難題。
機械系的蔣雅郁老師,以「綠色製造,高效率萃取與分離器用於流動化學下游連續加工製程優化為例」,獲得2021年科技部未來科技獎。她改變過去「平面式」流動化學檢測,讓它「立體化」且可以「連續檢測」,數天的檢測過程簡化到七分鐘,此外也減少有機溶劑使用量,減少廢棄物的產生,實踐了綠色化學的目標,預估未來可在這對化工及製藥產業,帶動「革命性的變化」。
興大材料系薛涵宇老師指出,過去常接受業界委託,解決船舶、近岸管線、漁塭等藻類及魚貝類生物汙物附著的問題。因為這些水下生物汙物產生的生物膜,往往會造成金屬設施的腐蝕與剝落。過去業界常以含有重金屬的除汙劑處理,但對海洋生態造成不可逆的影響。喜歡郊遊踏青的薛老師,在一次戶外活動中,青蛙的光滑表皮給了他靈感,發現如果能製造出類似青蛙表皮突出及溝槽的皺褶,就能避免水下生物汙垢附著的難題。
最後他找到成份為「保麗龍、聚乳酸及矽油」為基底的塗料,創造出具親水性、可以大面積「濕式誘導」、產生具有奈米等級高分子孔洞的皺摺,再結合潤滑液的流動性,防止魚貝藻類在物體表面形成生物膜,進而解決生物汙附著的難題。薛涵宇老師表示,此次獲得新創獎的關鍵在於,除了微米等級的皺褶不利於生物汙垢附著,高分子奈米孔洞會以毛細力牽制潤滑液流失,增加儲存空間,也拉長抗生物附著塗料的使用效期。這種技術的中文稱為「滑液注入多孔表面」,雖然無法完全以天然材質取代,但已能大幅減少海洋重金屬汙染。目前塗料有效期是半年,但未來可望延長到一年的壽命。薛老師表示,透過學術結合產品研發,一開始是為了減少海洋汙染,未來也可以延伸應用在醫材防菌上,不論是友善環境和商機,都是值得期待的正向發展。
在綠色環境與減碳有重大研發進展,還有材料系終身特聘教授吳威德老師,看到新聞中不肖業者四處亂埋爐碴衍生的環境危害,思考如何讓煉鋼過程產生的有害物質「脫硫碴」,沒有機會再運出廠區。於是他和團隊進行一系列的「環保高效脫硫劑產品開發」,把原本要丟棄的爐碴,裡頭含硫的還原碴及鋁碴廢棄物,導入作為脫硫劑原料,達到「爐碴再利用」、「爐碴改性」、利用專利研發配比,再製造出電爐使用的「高效脫硫劑」,達到廢棄物去化、循環經濟的目標。吳老師用一個通俗的比喻,「自己產生的排泄物自己完全去化」,是他研發這一系列「環保高效脫硫劑」的終極目標,而且同時具有「縮短煉鋼時間」、「提升去雜質硫能力、增加鋼品潔淨度」、可「彈性調整配比適用不同鋼品生產」,「電爐治煉技術精進」,及「更環保的低鐵水治煉技術及高潔淨鋼品」的市場需求,也能大大提升國內中小型的鋼鐵廠,有能力面對國際上日益嚴格要求的ESG標竿。
工學院機械系蔣雅郁老師則是以綠色製造的概念,把平面變立體了!以化療的標靶藥物為例,在合成新藥物時往往曠日費時,透過立體、連續性加工製程,可以加速藥物研發速度,改變過去流動化學在「連續萃取」的下游加工製程,必需分批分次處理的難題。
她用特殊螺旋線圈,控制線圈間流動的界面壓力平衡的原理,讓溶劑達到高效萃取與分離效果,即使高黏度或多懸浮物樣本,透過流速的調整,也能達成目標,這樣的製程讓原本需要批次處理、耗費數天的化學萃取過程,縮短到7分鐘內完成,整體製程速度較傳統提高25倍。對於規模較小的精密化工及製藥,大大提高效率。
蔣雅郁老師表示,過去傳統流動化學連續加工的製程,多是平面式的「薄膜透析、萃取與分離」,膜材常常因為堵塞無法重複使用且速度慢,不同液體分離或加工萃取需要分次處理。但她利用螺旋線圈的設計,不需要更換耗材還可以連續測試,因此獲得了2021年科技部的未來科技獎。老師表示,這套高效率萃取反應器最大的特點在於在於萃取後不需要等待沉降,製程生產時間自然可以大幅縮短。而且還可以針對不同的需求去做調控,甚至是兩個液體表面張力不同時,解決過去薄膜透析的侷限。蔣雅郁估計,成本比批次的釜式反應器低,人力需求少一半以上,生產週期減少六到八成,甚至不需要大的設備設施,有機溶劑使用減少,大幅降低成本。
蔣雅郁用「樂高」的概念,來形容這個獲得2021科技部未來科技獎「高效率萃取與分離器用於流動化學下游連續加工製程優化」技術,除了上述的好處,它還可以隨著化學實驗的需求,像樂高機器人一樣,「組合」、「拆解」、「再組合」,還能模組化。配合各種目的需求,變成一個微型但功能無限延伸的高效率萃取與分離器。蔣老師還分享了一個小秘密,這個點子是她在英國求學時,偶然間把針筒接在彈簧上吸取液體,發現它美妙而特殊的流體力學現象,進一步觸發的點子,回國後和團隊不斷的測試各種材料,經過五年的時間,最後終於研發出這樣的技術,未來若能成功引進業界,可以達到綠色化學,友善環境的目標。
工學院院長楊明德則是指出,中興大學工學院教授群,資深和年輕的教授們,在各自的領域專長,結合產業需求,引領中台灣的產業升級,並協助業界解決問題、綠色升級。每年獲得研究及建教合作經費補助超過三億元,未來也持續扮演火車頭角色,一起和產業界共創台灣產業佳績。