國內新聞

    阿茲海默病因成海水淡化神器 一片薄膜每天產水2.5噸 

    國立陽明交通大學生命科學系教授許世宜團隊,在研究阿茲海默症時意外發現致病的類澱粉蛋白可以用來過濾純水,進而研發出一套零耗能的海水淡化模式。這項發現去(2023)年發表於國際期刊。一片10×10公分的方形薄膜可日產2.5噸的淡水,比傳統逆滲透法產能高出200倍,新的奈米材料如何做到?在昨(11)日舉行的台灣國際水論壇上,許世宜向《環境資訊中心》記者說明原理。

    許世宜受《環境資訊中心》記者訪問,分享研究成果。攝影:李蘇竣

    逆滲透法的200倍! 分子馬達不耗電 日產2.5噸水

    「假設你在桌上滴水,若不傾斜桌面、也沒有任何外力干擾,這滴水完全不會動,對吧?」許世宜解釋:「若是類澱粉蛋白組成的奈米管,水就會自動往一個方向跑,還會噴出來,很神奇吧!」,「毛細現象可不會噴出來。」

    氣候變遷造成缺水危機,台灣也正積極開發海水淡化技術。許世宜團隊發現了新的奈米材料「類澱粉蛋白」(amyloid beta, Aβ),可以在零耗電情況下自主過濾海水成為淡水,相關研究在去年發表於國際知名奈米技術學術期刊《Small》。

    許世宜解釋,透過將類澱粉蛋白組成奈米微管,並分別堆疊親水性與疏水性胺基酸,構成棘狀位能(ratchet potential),可以推動水分子往單一方向移動,同時阻擋水中的氯、鈉離子等鹽分,只產出純水。

    許世宜說,這個奈米結構就像是一個不需要動力的水泵,將水分子往特定方向不斷推送,只要碰到水就會變成「噴泉」,因此被實驗團隊稱呼為「分子馬達」(molecular motor),且產量驚人,將它組成一片10×10公分的方形薄膜,一天可以生產2.5噸的淡水,是目前逆滲透法的200倍。

    海水淡化流程示意圖。圖片來源:陽明交大提供

    自然界現象啟發 成功排序胺基酸過濾離子 

    這項技術目前仍在申請專利,許世宜表示,已有多家業者表示有興趣,「我們只有理論模型,需要更多合作夥伴來建置系統」。

    起初,許世宜正在研究阿茲海默症、帕金森氏症的治療方法,因為類澱粉蛋白異常聚集在體內就會導致神經退化疾病,若能研究出聚集的機制,就可以研發抑制藥物。卻意外發現類澱粉蛋白的特性,且從不同人種突變的氨基酸發現,只要堆疊不同胺基酸就可以達到過濾氯離子或鈉離子的效果。

    許世宜說,研究團隊也參考了很多自然界的模式,例如蜘蛛絲的集水功能、蝴蝶翅膀的疏水表面等,才成功做出過濾功能。

    許世宜表示,目前全世界只有她們團隊投入類澱粉蛋白淡化海水的研究,目前蛋白的培養技術已成熟,可以自主培養,後續也還有其他相關項目可以展開研發。

    β類澱粉蛋白結構。圖片來源:陽明交大提供

    相關連結

    COPYRIGHT © 2021 中央研究院環境變遷研究中心
    計畫名稱:永續科學研究計畫「臺灣2050零碳社會的轉型治理分析與實踐」
    本網站由風險社會與政策研究中心環境資訊中心共同更新維護
    臺灣大學風險社會與政策研究中心
    地址:臺北市羅斯福路四段一號 臺灣大學社會科學院(頤賢館)514室 電話:02-33668422

    文章瀏覽點擊數
    1734310