在民生和工業領域，台灣產業經常使用各種水下器具，包括大型貨櫃商船、離岸風力發電機座，以及民生相關的設施如水塔、自來水管線、泳池和醫療管線，這些器具因長期接觸水而容易滋生細菌、附著汙垢或青苔。中興大學薛涵宇副教授團隊，模仿青蛙表皮構造，開發一系列抗生物附著表面塗層...

台灣作為一個氣候潮濕的亞熱帶海島國家，除了四面環海，島上還分佈著許多淡水池塘和湖泊，儘管水資源相當豐富，但也伴隨著許多棘手的問題。在民生和工業領域，台灣產業經常使用各種水下器具，包括大型貨櫃商船、離岸風力發電機座，以及民生相關的設施如水塔、自來水管線、泳池和醫療管線，這些器具因長期接觸水而容易滋生細菌、附著汙垢或青苔。在工業領域，常見的做法是定期清潔或使用防污塗料來預防附著，但出於對環境和健康的考量並這些方法不適用於民生器具。中興大學薛涵宇副教授團隊觀察到居住在泥濘環境的兩生類青蛙表皮居然不會沾上髒汙，以此作為靈感，模仿青蛙表皮構造，透過世界首創的雙層滑液注入顆粒薄層系統開發一系列抗生物附著表面塗層。這個仿生塗層除了具備抗生物附著能力外，更同時能阻隔外部腐蝕因子，達到防腐蝕效果，以及具備耐用、高透明度、抗冰凍、抗汙等多項核心特性。

創新仿生蛙皮塗層解決業界多年抗腐蝕與抗生物污垢難題

以工業領域為例，根據國際塗裝工程協會(NACE)在2013年對腐蝕成本和預防策略進行全球性的研究顯示，全球腐蝕消耗成本估計約為GDP的3.4%。大型貨櫃商船、海上油井、離岸風力發電機座等，這些機具經常處於高鹽分的環境中進行作業，需具有良好的耐腐蝕與自清潔表面才能在高鹽環境中長久使用。除了環境導致的腐蝕之外，生物汙垢污染，如: 細菌、微型藻類、藤壺、貽貝等附著於器具表面，將造成嚴重的經濟與環境問題。以大型船舶為例，生物汙垢經過長時間的累積會使船體表面粗糙，導致阻力增加並降低船速，間接增加約10%的燃料消耗，根據清潔航運聯盟的數據，被污染的船體每年增加航運業高達300億美元的額外燃料成本。面對腐蝕與生物污垢議題對經濟造成的損失在十年前就已經顯現，迄今為止，卻沒有最佳的解決方案。

中興大學薛涵宇副教授團隊創新研發的仿生蛙皮塗層，利用事先製造奈米孔隙，並灌注潤滑液，使表面形成如同青蛙的滑溜表皮，達到抗生物附著的特性。這一類具有流動特性的表面稱為「注液光滑多孔表面」（Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces, SLIPS），在製造孔隙的過程中，不須使用操作複雜或受設備侷限的製程。而使用的材料及方法皆可輕鬆且大面積製造奈米孔隙，例如: 使用嵌段共聚高分子微相結構特性去除特定部分形成奈米孔洞，或堆疊微胞使微胞之間產生孔隙，兩者再加以灌注適合的潤滑液達到抗防腐與抗生物污垢的效果。

目前第二階段開發的成果，使用微胞堆疊再灌注潤滑液的方法非常適合應用在各領域。所使用的材料除了不含殺生物劑，並以水為溶劑的微胞分散液可減少有機溶劑的使用，降低環境的負擔。再者，微胞的核心材料可依使用需求選擇，例如: 使用矽膠(PDMS)進行微胞分散液的製備；灌注的潤滑液選擇矽油等。這個環境及生物友善的材料應用在物體表面後，如同防護層的形成，更可拓展應用至生醫等領域，極具新穎性與商業應用潛力。

※中興大學薛涵宇副教授團隊開發創新雙效仿生蛙皮塗層，解決業界多年抗腐蝕與抗生物污垢難題。(圖片來源：中興大學薛涵宇副教授團隊)

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