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滑手机就能杀菌 清大研发新型压电材料

清大材料系教授吴志明团队利用稻壳及墨鱼骨研发新型复合压电材料。 (左起:清华大学材料系硕士生何品仪、教授吴志明、博士生赖思年)(清华大学提供)
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【大纪元2020年09月17日讯】(大纪元记者林倩玉台湾新竹综合报导)一压就能产生电荷的压电材料又有重大突破,清华大学材料系教授吴志明团队利用回收的废弃物研发出两种新型复合压电材料,利用废弃稻壳研发出的新型触媒,可净化工业废水,除污速率比传统光触媒高出90倍;废鱿鱼骨制成的透明薄膜,贴在手机萤幕、电梯开关及门把,一压就可以杀菌,可望成为疫情下最受瞩目的发明。

出身彰化芳苑农家的吴志明,从小跟着父亲在田间种稻,看到农家想尽办法利用打下来的稻壳喂鸡或压成板材,总想着有没有更好的利用方式。于是他把一袋袋的废稻壳运进实验室里,投入各种实验,终于让他想到每公斤的稻壳可提炼出200-300公克的二氧化硅。

出身彰化芳苑农家的吴志明(右),从小跟着父亲在田间种稻。他把一袋袋的废稻壳运进实验室里,投入各种实验,终于让他想到每公斤的稻壳可提炼出200-300公克的二氧化硅。(清华大学提供)

许多工业有机废水仰赖光触媒来分解处理,但传统光触媒必须照光,偏偏污水的透光性不佳,处理效率难以提升。吴志明研究团队提炼废稻壳中的二氧化硅,加入钼、硫,制成特殊的石英复合材料,加在工厂排放废水的管线中,靠水流产生的压力,不需照光,就能净化污水。

吴志明指出,这项新型石英复合压电材料的关键突破,就是在制程中加入钼、硫,让石英棒上长出一片片的二硫化钼,“就像狼牙棒。”吴志明笑说,这使得材料与污水的接触面积大增,除污效率更好。

吴志明强调,优化后的石英复合压电材料不仅可以除污,还能同时产氢,收集后作为有效的能源;此外,压电材料还可以重复利用,也可被生物分解,提供产业更便宜、方便、有效、环保的废水处理方式。

清大表示,利用废稻壳研制新型石英复合材料的研发成果,最近登上了国际顶尖期刊“先进材料”、“先进功能材料”,并被选为封面,也已申请到台湾、美国专利。

除利用废稻壳研发新材料,吴志明也把废物利用的目标投向废鱿鱼骨,从其中萃取甲壳素,研发出新型的复合压电材料。吴志明说,用这种创新材料制成透明薄膜,贴在手机、大众运输自动售票系统等萤幕上,只要透过手指触控产生压力,就可以自动杀菌。

除利用废稻壳研发新材料,吴志明也把废物利用的目标投向废鱿鱼骨,从其中萃取甲壳素,研发出新型的复合压电材料。(清华大学提供)

吴志明指导的清大材料系硕士生何品仪示范这项实验,她先在透明薄膜上涂布大肠杆菌,再用仪器对薄膜施压25分钟后暂停5分钟,连续进行5次循环,大肠杆菌的数量减少了76%。

何品仪说,制作新型压电材料的甲壳素除了可从鱿鱼骨中萃取,也能从虾壳、螃蟹壳、墨鱼骨中取得,还能透过仿生技术来制造,来源不是问题。至于这项新材料的应用范围在新冠疫情爆发后应更为广泛,凡是公共场所经常被触碰的地方都可应用,如手机萤幕等不适合喷酒精消毒的物品也很适合贴压电薄膜。

利用废稻壳研制新型石英复合材料的研发成果,最近登上了国际顶尖期刊“先进材料”、“先进功能材料”,并被选为封面,也已申请到台湾、美国专利。(清华大学提供)

责任编辑:唐音

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