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第1813期
2025-09-26
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【記者林婷妤報導】全球農、漁業資材長期面臨過剩情形,除了衍生病蟲害問題,更產生大量碳排放。國立中興大學土壤環境科學系終身特聘教授林耀東率領跨領域團隊,研發「環境友善低碳多功能智慧醫療敷料整合人工智慧創新技術應用」,獲選國家科學及技術委員會於4日公布的「未來科技獎」名單。研究以蝦殼與果皮殘渣等農漁廢棄物為原料,結合pH值成色變化與AI影像辨識監測,製成「低碳智慧敷料」,實現環境永續及醫材創新。

團隊近期參加2025淨零排放科技國際競賽,於攤位中展示低碳智慧醫療敷料與監控畫面。 圖/陳映辰提供

團隊近期參加2025淨零排放科技國際競賽,於攤位中展示低碳智慧醫療敷料與監控畫面。 圖/陳映辰提供

低碳智慧敷料的主要製程是先將蝦殼打成蝦殼粉,再利用反應曲面法(Response surface methodology,RSM)進行製程最佳化(註一)。團隊設定時間、溶劑濃度、反應固碳比等關鍵參數,篩選出投入較少能量,就能萃取較高品質幾丁聚醣(註二)的模型,從而減少製程中的碳排放。團隊也將使用前的敷料埋進土壤觀測,證實具備生物可降解特性。

註一:一種結合統計學與數學的方法,用於優化多變數系統中的實驗設計和製程,以尋找能達到最佳結果的參數設定。

註二:從甲殼素中經一定處理後製成的天然多醣,具有溶解性、生物降解性及生物相容性等特點。

研究人員對敷料進行抗菌測試,進一步驗證敷料具有抗菌效果。 圖/陳映辰提供

研究人員對敷料進行抗菌測試,進一步驗證敷料具有抗菌效果。 圖/陳映辰提供

果皮殘渣則會萃取出多酚化合物,如花青素、甜菜根素等,利用這些物質讓敷料以不同顏色顯示出傷口的pH值,再添加甘油增加強韌性。而人體在受傷時傷口的pH值會落在4到6之間,假如受細菌感染則可能高達8以上,因此可觀察敷料顏色變化來監測傷口。中興大學資訊工程學系教授吳俊霖認為,以往需要掀開敷料才能查看傷口情況,現在透過顏色就能判斷,省下許多成本。

林耀東教授說明如何利用製程最佳化,從果皮廢棄物萃取出多酚化合物。 圖/陳映辰提供

林耀東教授說明如何利用製程最佳化,從果皮廢棄物萃取出多酚化合物。 圖/陳映辰提供

團隊近年來致力於提高農業資材的附加價值,並嘗試連結不同領域的學者們。中興土環系博士候選人陳映辰提及,這項技術結合中興循環經濟研究學院、中興資工系及中國醫藥大學營養學系教授們的專業,「過程中最大的困難就是要去整合四個領域團隊間的語言,讓他們的技術被串聯在一起,變成一個有用的東西。」陳映辰說。

目前團隊正考慮上架該敷料,並以此為目標持續改良,陳映辰補充道:「接下來將會做專利佈局,保護整個材料的配方。」臺北醫學大學生醫材料暨組織工程研究所長莊爾元也認為,該技術的天然材料搭配綠色製程,確實能取代高耗能化石燃料製成的一般敷料,但仍需注意安全性,「未來驗證上會是一條漫長的路,可能在任何階段失敗。」莊爾元說道,他表示看好這項技術的潛力,建議實驗中若產品出現問題,可以先嘗試微調現有材料的參數或化學組成,盡可能不添加化石燃料材質以保留低碳材料的優勢。

中興研發智慧醫療系統,利用手機APP掃描敷料可自動評估傷口狀態,查看是否需即時更換。 影片由陳映辰提供

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