工業材料雜誌 7月號/2017 第367期

德國化學家布朗嘉(M. Braungart)與美國建築師麥唐諾(W. McDonough)倡導「搖籃到搖籃」(Cradle to Cradle)的思維，提醒我們向大自然學習，所有東西皆為養分，皆可回歸自然。從產品設計階段就構想產品的結局，讓物質得以不斷循環，達到零廢棄！生物循環的產品由生物可分解的原料製成，最後回到生物循環提供養分；工業循環的產品材料則持續回到工業循環，將可再利用的材質進行回收，再製成新的產品；水的循環亦然。367期「工業材料雜誌」與讀者攜手探討在「仿生材料在水處理之發展與應用」、「生質纖維材料」兩議題上，科技可以怎麼師法自然、取自自然、回歸自然，達到循環永續。

 

仿生材料在水處理之發展與應用

善用科技來解決水資源匱乏問題，已成為21世紀最重要的議題之一。世界各國目前紛紛投入資源於水科技的研發。新興水源包括廢水回收再利用及海水淡化被視為解決全球水資源不足的必要手段，但廢水回收再利用或是海水淡化時，能源及水回收間一直存在奧妙的相互依存關係，如何降低水回收能源消耗是水回收再利用各國持續研發的重點。目前利用新興脫鹽技術，如電容脫鹽(CDI)、薄膜蒸餾(MD)及正向滲透(FO)等替代技術可以使能耗達到2.0 kWh/m3或更低一些，令人雀躍地，仿生材料的研發與應用將有機會再降低能耗至1.0 kWh/m3左右，被視為解決水回收再利用「能耗」困境之解方。本期技術專題將針對仿生材料－「水通道蛋白」在水處理方面的未來發展及應用潛力進行介紹，希望透過「仿生CNT薄膜―啟發次世代水脫鹽和純化技術」、「石墨烯在水處理技術的應用與評估」、「水通道蛋白仿生膜在脫鹽之應用」、「薄膜結晶技術簡介與其應用發展」四篇專題的內容分享，讓讀者可以掌握創新低能耗水處理材料技術研發及應用之方向。

 

生質纖維材料

化石原料做成燃料、塑膠等材料讓人類在生活方便之餘相對付出如全球暖化、極端氣候發生頻率提高等代價。針對此議題，世界各國都希望能找到取代化石原料、零碳排、生物可分解等環境友善材料，而纖維素材料來自木材、棉花、麻等植物，可以被微生物分解，燃燒後只產生二氧化碳(CO2)和水(H2O)，不會有環保污染問題，是符合環境友善的材料。日本政府在「日本再興戰略」中，將纖維素列為未來發展的新興尖端素材之一，將推廣到醫療、建材補強材、車用輕量化複材、化妝品、電子元件基板、衣料纖維等應用領域，預估至2021年約有65億美元的年產值。本期技術專題安排包括「植物纖維素改質技術及其應用」、「生質PEF聚酯材料及其纖維技術的應用發展」、「生質纖維素材料於皮膚照護之應用與展望」、「全球植物加工工業製品特蒐」多篇專文，探討纖維生質材料全球現況、市場前景、技術重點與研發進程。希望各位業界先進能一起共同投入研發，為企業永續努力。

 

主題專欄

延續循環經濟主題，本期綠色環保專欄鎖定甫獲工研院2017傑出研究金牌獎的「廢液晶面板玻璃創新再利用—玻璃奈米孔洞吸附材料」技術，以及「鉛材料之應用與鉛酸電池回收冶煉技術」兩綠色議題；能源/儲能主題專欄分析「高活性金屬電極材料與結構」；構裝散熱專欄的重點放在「低漲縮基板材料技術發展趨勢」；市場瞭望掃描「全球綠色化學品發展現況與趨勢分析」；材料與技術專欄探討「智慧化故障診斷技術在機械傳動元件之應用概況」。另外材料補給站專欄這個月由實踐大學設計學院院長與讀者分享「產品設計塑造材料性格」。「專利前哨站」推出的材化所最新獲證專利為「電池管理系統及應用其之電池系統」與「電催化觸媒及其燃料電池」。篇篇精彩，歡迎賞閱！ 

 

凡對以上內容有興趣的讀者，歡迎參閱2017年7月號『工業材料雜誌』或參見材料世界網，並歡迎長期訂閱或加入材料世界網會員，以獲得最快、最即時的資訊！

 

仿生材料在水處理之發展與應用技術專題　Special Report

低能耗創新水處理技術 洪仁陽    33

仿生CNT薄膜—啟發次世代水脫鹽和純化技術 邵信、黃盟舜、洪仁陽 34

Biomimetic CNT Membranes: for Next-generation Desalination and Water Purification

石墨烯在水處理技術的應用與評估 何佳樺 44

Applications and Evaluation of Graphene in Water Treatment

水通道蛋白仿生膜在脫鹽之應用 顏嘉亨、黃盟舜、洪仁陽、梁德明 52

Application of Biomimetic Aquaporin Membrane for Desalination

薄膜結晶技術簡介與其應用發展 胡發鈞 59

Introduction and Application of Membrane Crystallization

生質纖維材料技術專題　Special Report

生生不息的環保生質材料及其應用 張德宜 71

植物纖維素改質技術及其應用 許玉瑩、鄭昭德、張德宜 72

Plant Cellulose Modification Technology and Its Applications

生質PEF聚酯材料及其纖維技術的應用發展 詹玉燕、林榮呈、蕭凱仁、唐靜雯  77

Application of Bio-based PEF Polyester Material and Its Fiber Technology

生質纖維素材料於皮膚照護之應用與展望 施亭宇 85

Cellulose, Renewable Resource for Skin Care Industry

全球植物加工工業製品特蒐 廖聖茹、連泓原 89

Global Green Industrial Products from Plant Based Renewable Resources

 

主題專欄　Topic Report

廢液晶面板玻璃創新再利用—玻璃奈米孔洞吸附材料 呂健瑋、洪煥毅 100

The Innovative Recycling Technology of Waste LCD Glass – Green Glass Adsorbent

鉛材料之應用與鉛酸電池回收冶煉技術 蕭達慶 106

Application of Lead Metal and Recycling Technology of Lead Acid Batteries

高活性金屬電極材料與結構 吳偉新、吳笙卉、方家振 121

New Composition and Structure of High Activity Metal Electrodes

低漲縮基板材料技術發展趨勢 莊貴貽、邱國展 130

Development Trends of Low CTE PCB Substrate Materials

全球綠色化學品發展現況與趨勢分析 邱純慧 140

The Development Trend of Global Green Chemicals

智慧化故障診斷技術在機械傳動元件之應用概況 陳仲宜 147

The Application Status of Intelligent Fault Diagnosis Technologies for Mechanical Transmission Components

 

材料補給站　Materials NewSight

產品設計塑造材料性格 丑宛茹 113

Product Design Creates Material's Personality

 

材化推廣天地　MCL Plaza

工研院材化所獲證專利快訊－電池管理系統及應用其之電池系統、 153 電催化觸媒及其燃料電池 智權加值推廣室