榮譽榜

恭賀本系童國倫教授研究團隊獲科技部2019年未來科技突破獎

發佈日期:2019-12-09

發佈人:董觀宇

本系童國倫特聘教授領導之膜過濾MAGIC(Membrane-Assisted Green and Innovative Processes Club)研究團隊獲科技部2019年未來科技突破獎 (2019 Futuristic Breakthrough Technology Award, 2019 FUTURE TECH)以前瞻的仿生全疏型多孔膜(Biomimetic Omniphobic Membranes)之製備及其於薄膜接觸器之應用技術開發,自五百多件參賽技術脫穎而出。

本次獲獎的團隊成員包含黃冠勳博士、陳亮勳博士候選人(美國MIT)、陳奕叡博士、柯家傑博士及宜蘭大學陳建樺助理教授,專注於循環經濟中水回收再利用的前瞻薄膜技術開發,近期的研究主軸在於薄膜蒸餾技術(membrane distillation, MD)材料開發。研究團隊考量到工業廢水中會有大量的界面活性劑,傳統的疏水薄膜無法抵擋含有高濃度界面活性劑的廢液,其低表面能會造成膜孔的潤濕,造成薄膜在接觸器使用上壽命的減短,也嚴重地影響薄膜接觸器的效能,無法有效回收廢液中的有用物質。在這個特殊的狀況下,需要同時疏水和疏油的全疏型薄膜才能夠有效處理傳統疏水膜無法處理的廢液。因此,全球薄膜領域所缺的就是一個本質全疏型的膜材,以達到全面性的廣泛應用。

童教授團隊使用化學床沉積法將ZnO奈米球沉積於薄膜表面,以簡單的方法製備出仿生全疏型薄膜。在直接薄膜蒸餾(DCMD)實驗中,透過此技術製備出之全疏膜處理含有高濃度(2.0 mM) SDS界面活性劑之鹽水 (70℃ 1 M NaCl),結果長時間連續操作下呈現穩定產水量與高鹽阻擋率。證實可利用ZnO奈米球所形成的凹角(re-entrant)結構創造出不易潤濕的介穩態Cassie-Baxter狀態,使其具備抵擋低表面張力進料之能力,同時簡單的製備方式與規模放大可行性也顯示此全疏膜在工業應用發展的潛力。

此技術的成功開發,對水資源、碳捕捉、貴金屬回收及藥物高純度結晶等都將會開啟另一全新面貌,更可以讓台灣掌握關鍵材料與製程技術,奠立關鍵技術生根台灣的契機。

童教授研究團隊過去以仿火山石結構的仿地質研究手法(geomimetic approach),開創了具破壞式創新(disruptive innovation)的複合無機膜(inorganic membrane),獲Discovery Channel製作專輯報導,並衍生一家新創公司;如今團隊更師法大自然,以仿生的研究手法(biomimetic approach)開發出全疏型的有機膜(organic membranes)。童教授期許團隊能持續向大自然取經,以大自然啟發(nature-inspired)的角度出發,開發出綠色的薄膜分離材料,為地球的環保與永續盡一份心力。

 

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圖一、童教授團隊獲科技部長頒贈獎座及獎狀,左起柯家傑博士、黃冠勳博士、科技部陳良基部長、童國倫教授、陳奕叡博士、及宜蘭大學陳建樺助理教授。
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圖二、仿生全疏型多孔膜(Biomimetic Omniphobic Membranes)之生物啟發與應用原理示意圖。
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圖三、2019年未來科技突破獎 (2019 Futuristic Breakthrough Technology Award, 2019 FUTURE TECH)獎座及獎狀。