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高大教授以大自然生物為師 開發超滑抗沾黏表面塗層膠

2021-01-19 21:34經濟日報 楊鎮州

鍾宜璋教授說明產品開發是從蝸牛、鱔魚該兩生物獲得靈感。 楊鎮州/攝影
鍾宜璋教授說明產品開發是從蝸牛、鱔魚該兩生物獲得靈感。 楊鎮州/攝影
國立高雄大學化材系教授鍾宜璋攜研發團隊,從蝸牛、鱔魚該兩生物獲得靈感,發表新一代乾式無痕膠帶、超滑抗沾黏表面兩項原型品,前者可設計成耐重的雙面膠,應用於無痕掛勾、平面固定膠片等且無殘膠;後者可應用於水管系統、人工血管或髖關節表面塗層,有效減少結垢及抗沾黏情形。

鍾宜璋教授介紹產品可運用在人工器官抗沾黏:可用於人工血管、人工臟器等的表面塗層,...
鍾宜璋教授介紹產品可運用在人工器官抗沾黏:可用於人工血管、人工臟器等的表面塗層,避免產生蛋白質沾黏和血栓;亦可用於人工髖關節、膝關節和軟骨表面,避免產生磨耗和發炎。 楊鎮州/攝影
高大化材系教授鍾宜璋主持之「健康及仿生科技研究中心」,以大自然生物為師,模仿特殊構造開發各種產品如「壁虎腳」、「章魚腳」無殘膠乾式膠帶,並曾獲得2019年科技部「未來科技突破獎」殊榮。此次鍾帶領研發專員吳楷銘、化材系大三學生鄧力瑋,共同發表「仿蝸牛腹足微結構乾式無痕膠帶(蝸牛膠)」,及「仿鱔魚皮膚表面結構超滑系統(鱔魚皮)」。

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高雄大學校長陳月端(右七)率多位一級主管出席化材系教授鍾宜璋(左八)新一代乾式無痕膠帶「蝸牛膠」及超滑抗沾黏表面「鱔魚皮」記者發表會。 楊鎮州/攝影
「蝸牛膠」設計靈感主要模仿蝸牛腹足。多數人都有「拔」蝸牛但不易拔除的經驗,原因在於它的腹足利器,構造包括平滑肌肉細胞束、結締組織、微奈米纖毛,可產生「能量耗散層」助其牢固黏附如玻璃平整表面。

該團隊模仿腹足結構產生的剝離力原理,開發出蝸牛膠,高黏著特性可黏貼於平整、微粗糙表面且無殘膠問題,商業用途則可應用在有力矩的感壓膠和乾式膠帶設計。

另一項暱稱「鱔魚皮」的「仿鱔魚皮膚表面結構超滑系統」,則是模仿鱔魚、鰻魚、泥鰍等生物的表皮。鱔魚表皮由孔洞杯狀細胞構成,腺體分泌黏液吸水同時鎖水,產生「骨溜(超滑)」水膜,助其水中泥堆快速游動穿梭。

鍾宜璋團隊「仿生無殘膠乾式膠帶」比較表。 楊鎮州/攝影
鍾宜璋團隊「仿生無殘膠乾式膠帶」比較表。 楊鎮州/攝影
鱔魚皮的水下超滑表面特性,可進一步運用需要表面潤滑處理技術的系統或產品,例如下水道或冷氣水管系統,避免產生礦化結垢;或是人工血管、人工髖關節,避免蛋白質沾黏、減少磨耗發炎;又可應用於吸水或除油材料,將高黏性髒污快速脫離,容易清潔、延長使用壽命。

鍾宜璋歡迎業界洽詢合作,期待技術優化並加以推廣應用層面。未來提到鱔魚不再只有想到意麵,而是還能透過以其為概念的表面潤滑技術發展出在工業上、生活中以及醫材領域的應用;而蝸牛不僅能以其外型設計逗趣膠帶台,還能師法腹足結構,創造高貼附力、無殘膠膠帶。

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