中興大學仿生多功能抗藻塗料 靈感來自蛙類皮膚

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。

中興大學材料系薛涵宇副教授團隊研究蛙類柔軟滑溜皮膚而獲得靈感,研發出可抗水中生物附著的多功能仿生塗料,這項仿生塗層全球首創,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。

該研究是模仿兩生類動物青蛙皮膚具有柔軟能起皺且滑溜的特性,在蛙類皮膚放大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,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。

研究該團隊以獨創的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,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,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。

薛涵宇還表示,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,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。【記者  鄭昱庭整理報導】