後SARS時代的奈米省思
後SARS時代的奈米省思
2003.08.01 |

上一波SARS危機,加拿大的死亡率比很多國家高,原因可能很多。但從微生物研究的角度來看,也許是加拿大本來就是很乾淨的環境,居民對微生物、病毒抵抗力相對變低,細菌、病毒會致命有時候不是因為毒性多強,而是因為我們體內沒有抵抗機制,沒有遇過新種微生物導致。所以,經歷SARS、腸病毒後,消毒殺菌變成首要之務,其實,把細菌都殺光是很不得已的作法。

**可以只殺有害的細菌嗎

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1996年,我們開始著手研究奈米技術的抗菌藥時,便有人問:「可以只殺有害的細菌嗎?」
很遺憾,現在所有的殺菌技術都是「瞎子」,即使有益環境生態平衡的微生物一律會被消滅。
殺菌的副作用就是對生態環境的衝擊和人體的傷害。
氯(一般漂白水即是氯為主成分)是最快、最強的殺菌劑,但後遺症也最多,人體接觸容易致癌,排放至下水道、進入到自然環境則會殺光所有微生物、破壞生態體系。臭氧(O3)殺菌效果也很強,但只適合在室外使用,理由是臭氧對人體有不良影響(過度氧化),雖然臭氧在空氣中30秒內就會分解,而且臭氧因為氧化力強,對金屬有侵蝕性,所以普通的室內環境也不太適合長期使用臭氧殺菌。除了氯、臭氧外,紫外線殺菌的副作用也是對人體會有致癌的危險,至於現在很流行的奈米光觸媒(TiO2)殺菌技術,坦白說,理論和實際情形是有差距的。
能不能奈米級分散是奈米光觸媒產品的第一個挑戰,市面上奈米光觸媒產品通常沒有解決這個問題;接著要問的是驅動光觸媒的能源從何而來?自從總統府噴灑塗佈奈米光觸媒後,很多人深信這種光觸媒能半永久性(可維持數月到數年)地發揮殺菌功效,其實,室內幾乎沒有足夠紫外線能源來引發光觸媒作用(普通日光燈、戶外透入的日光中含有的紫外線極少),除非另外以紫外線燈管照射,否則光觸媒是難以作用的,更遑論是否有做到奈米級分散。

**觸媒殺菌技術向前行

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儘管產品常是誇大功效,但使用觸媒來殺菌確實是較環保也較有效的殺菌方式,而觸媒也還有很多應用研發空間。凱記目前的Bio-Kil技術是不需要外在能源(紫外線)的觸媒技術,讓帶正電荷的奈米級觸媒形成一把把能戳破細菌的刺針(細菌外表為負電荷,會被正電荷所吸引),流經殺菌刺針的水或空氣也因此而達殺菌功效,不會造成環境污染。我不敢說自己技術有多先進,我們還在讀幼稚園,但在這領域裡比我們早讀的卻幾乎沒人,因為研究微生物的學者過去都專注在基因體研究,把殺菌技術視為低層次的範疇。
後SARS年代,要想的也許不是把細菌殺光,而是不得已之下,如何控制這些微生物、人類和環境間的平衡發展。

蕭炎昆 凱記科技公司董事長
1990年成立觸媒實驗室,進行燃料電池研究,後將觸媒技術轉入微生物的無藥殺菌研究,
蕭炎昆和研究團隊的Bio-kil抗菌技術獲得台灣、美國專利以及瑞士日內瓦發明展金牌獎。
除了國內部分醫院使用,全省麥當勞的冷卻水塔也使用該項殺菌技術。

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科技創新守護海洋!犀牛盾以循環創新思維破解塑膠危機、賦能永續未來
科技創新守護海洋!犀牛盾以循環創新思維破解塑膠危機、賦能永續未來

全球每年約生產4億噸塑膠垃圾,只有不到10%有被回收,其中約有1100萬至1400萬噸最終流入海洋。在十分有限的回收量中,約 8 成來自相對單純、流程完整的寶特瓶回收;反觀,同樣是高頻消費品的手機配件,回收率卻不到 1%。這個現象,對長期從事材料研究的犀牛盾共同創辦人暨執行長王靖夫來說,是他反思事業選擇的開端,也是突破的轉捩點。

「手機殼產業其實是塑膠產業的縮影!」他在2025 亞馬遜港都創新日的專題演講上直言。手機殼本質上類似一種快時尚商品,每年有超過十億個手機殼被製造,但產業並未建立材料規範,多數產品混用多種複合塑膠、填料與添加物,既難拆解、也沒有回收機制。結果是,一個重量相當於超過二十個塑膠袋的手機殼,在生命周期終點只能被視為垃圾。

王靖夫指出,連結構複雜的資訊科技產品,回收率都能達 45%,但手機殼明明是最簡單、最應該回收的產品,為什麼無法有效回收?這個命題讓他意識到,與其只做手機殼,不如正面處理塑膠問題本身,從材料設計、製程到後端回收再生,開創循環之道。

犀牛盾共同創辦人暨執行長王靖夫於2025 亞馬遜港都創新日分享犀牛盾如何回應塑膠挑戰、開創循環模式。
犀牛盾共同創辦人暨執行長王靖夫於2025 亞馬遜港都創新日分享犀牛盾如何回應塑膠挑戰、開創循環模式。
圖/ Amazon Web Services 提供

以材料工程打造手機殼的循環力

若塑膠要進入循環體系,前提是「材料必須足夠單純」。王靖夫很快意識到,問題不在回收端,關鍵在最開始的設計端。多數手機殼由多款不同塑膠、橡膠件甚至金屬等複合材料組成,無法被經濟化拆解,也難以透過現有流程再製。為此,犀牛盾在2017年起重新整理產品線,希望借鑑寶特瓶成功循環的經驗,擬定出手機殼應有的設計框架。

新框架以「單 1 材料、0 廢棄、100% 循環設計」為核心,犀牛盾從材料工程出發,建立一套循環路徑,包括:回收再生、溯源管控、材料配方、結構設計、循環製程、減速包裝與逆物流鏈等,使產品從生產到回收的每一階段,皆與核心精神環環相扣。

王靖夫表示,努力也終於有了成果。今年,第一批以回收手機殼再製的新產品已正式投入生產,犀牛盾 CircularNext 回收再生手機殼以舊殼打碎、造粒後再製成型;且經內部測試顯示,材料還可反覆再生六次以上仍維持耐用強度,產品生命週期大大突破「一次性」。

另外,今年犀牛盾也推出的新一代的氣墊結構手機殼 AirX,同樣遵守單一材料規範,透過結構設計打造兼具韌性、耐用、便於回收的產品。由此可見,產品要做到高機能與循環利用,並不一定矛盾。

犀牛盾從材料學出發,實現全線手機殼產品皆採「單 1 材料」與模組化設計,大幅提升回收循環再生效率。
犀牛盾從材料學出發,實現全線手機殼產品皆採「單 1 材料」與模組化設計,大幅提升回收循環再生效率。
圖/ 犀牛盾

海上掃地機器人將出海試營運

在實現可循環材料的技術後,王靖夫很快意識到另一項挑戰其實更在上游——若塑膠源源不斷流入環境,再強的循環體系也只是疲於追趕。因此,三年前,犀牛盾再提出一個更艱鉅的任務:「能不能做到塑膠負排放?」也就是讓公司不僅不再製造新的塑膠,還能把已散落在環境中的塑膠撿回來、重新變成可用原料。

這個想法也促成犀牛盾啟動「淨海計畫」。身為材料學博士,王靖夫將塑膠問題拆為三類:已經流落環境、難以回收的「考古塑膠(Legacy Plastic)」;仍在使用、若無管理便會成為下一批廢棄物的「現在塑膠(Modern Plastic)」;以及未來希望能在自然環境中真正分解的「未來塑膠(Future Plastic)」。若要走向負排放,就必須對三個路徑同時提出技術與管理解方。

其中最棘手的是考古塑膠,尤其是海洋垃圾。傳統淨灘方式高度仰賴人力,成本極高,且難以形成可規模化的商業模式,因此無法提供可持續的海廢來源作為製造原料。為突破這項瓶頸,犀牛盾決定自己「下海」撿垃圾,發展PoC(概念驗證)項目,打造以 AI 作為核心的淨海系統。

王靖夫形容,就像是一台「海上的掃地機器人」。結合巡海無人機進行影像辨識、太陽能驅動的母船作為能源與運算平台,再由輕量子船前往定位點進行海廢收集:目的就是提升撿拾效率,同時也累積資料,為未來的規模化建立雛形。

從海洋到河川,探索更多可能

淨海計畫的下一步,不只是把「海上的掃地機器人」做出來,王靖夫說:「目標是在全球各地複製擴張規模化、讓撿起的回收塑膠真正的再生利用。」也就是說,海上平台終究要從單點示範,走向可標準化、在不同海域與國家部署的技術模組,持續穩定地把海廢帶回經濟體。

犀牛盾CircularBlue™海洋廢棄物過濾平台初號機將出海試營運,盼解決沿岸海洋廢棄物問題。
犀牛盾CircularBlue™海洋廢棄物過濾平台初號機將出海試營運,盼解決沿岸海洋廢棄物問題。
圖/ 犀牛盾

他進一步指出,「其實這套系統不限於海洋,也可以在河川上。畢竟很多海洋垃圾是從河流來的。」未來若能推進到河川與港灣,將塑膠在進海之前就攔截下來,不僅有助於減少海洋污染,回收後的材料也更乾淨、更適合再生,步步朝向終極願景——隨著時間推進,海中垃圾愈來愈少,被撿起、回收後再生的塑膠會越來越多。

「我們已經證明兩件事的可行性:一端是產品的循環設計,一端是 AI 賦能海廢清理的可能性。」王靖夫笑說,塑膠管理命題不只為自己和公司找到新的長期目標,也讓他順利度過中年危機。「選擇改變,留給下一代更好的未來。」他相信,即便是一家做手機殼的公司,也能創造超乎想像的正向改變。

AWS 2025 亞馬遜港都創新日,集結產業先行者分享創新經驗。
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圖/ Amazon Web Services 提供

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