高雄港區新聞網/記者李嘉興報導
臺灣東北角著名的水湳洞陰陽海,除了是特殊海岸景觀,也成為海洋科技研究的重要場域。海洋委員會補助的「前瞻藍色生物冶金技術開發計畫」,由國立臺灣師範大學化學系助理教授王彥士團隊執行,研究成果今年6月登上瑞士國際學術舞台。
王彥士團隊6月14日至19日前往瑞士萊迪亞布勒雷 Les Diablerets,參與「戈登研究會議:仿生材料 Gordon Research Conference on Bioinspired Materials」,向國際學界分享臺灣結合生物仿生、海洋環境治理與金屬資源回收的「藍色生物冶金 Blue Biometallurgy」研究構想。
戈登研究會議系列以深度學術交流著稱,Bioinspired Materials GRC聚集材料科學、化學、生物及工程等不同領域研究者,討論仿生材料與新興科技應用。
這項研究的靈感,來自臺灣東北角水湳洞陰陽海。
當地山區排水具有酸性並含有銅、鐵等金屬成分,長期以來需要進行環境監測;研究團隊則進一步思考,這些金屬除了是污染治理課題之外,是否也可能透過生物科技加以辨識、捕捉甚至回收。
團隊採用人體內原本用來儲存鐵元素的「鐵蛋白 ferritin」作為基礎。
鐵蛋白本身具有中空結構,研究人員將它改造成直徑約12奈米的奈米籠,再透過蛋白工程技術,在特定位置加入含硒的特殊胺基酸。
海委會以較生活化的方式形容,這就像替奈米小籠子裝上能辨識特定金屬的「門鎖」與結晶「種子」,讓蛋白質具備更精準的金屬捕捉能力。
研究團隊並透過電子順磁共振光譜等實驗分析,觀察這些含硒設計在不同溫度條件下與銅離子作用的情形。
依海委會公布資料,實驗結果顯示,改造後的奈米籠具有捕捉銅的潛力,也成為團隊提出「藍色生物冶金」概念的重要研究基礎。
和傳統金屬提煉常需要高溫、強酸或較高能耗不同,這項研究希望探索在較溫和條件、甚至常溫海水環境下完成金屬捕捉與結晶的可能性。
不過,這項技術目前仍屬科研與實驗驗證階段,距離大規模海域應用、商業化金屬回收及整體環境效益評估,仍需更多後續研究。
為了進一步測試實際環境應用,團隊也開發低成本被動採樣模組。
海委會指出,相關測試顯示,模組在浸水72小時後,蛋白質滯留率仍超過9成且未出現明顯滲漏,提供後續現地監測研究參考。
目前團隊已完成臺灣東北角5處海域採樣基準建立。
研究也結合國家同步輻射研究中心設施進行結構分析,確認經工程改造的奈米籠在溶液中仍能維持完整結構。
海洋委員會表示,「藍色生物冶金」目前發展方向,不只著眼於金屬回收,也希望朝「污染監測與資源利用」整合的概念前進。
若未來技術進一步成熟,可能提供海洋環境監測、金屬捕捉與資源循環利用新的研究方向。
海委會強調,海洋科技專案的重要目的,就是鼓勵國內科研團隊從臺灣在地海洋問題出發,將污染治理、氣候變遷與海洋資源等挑戰,轉化為可持續研究的科技題目。
國立臺灣師範大學王彥士助理教授目前研究領域包括生物有機化學、蛋白化學、生物催化,以及含金屬新穎酵素設計與應用。
海委會表示,未來將持續支持國內大專院校與科研團隊參與國際學術交流,讓更多臺灣海洋科技研究成果進入國際科研社群,也提升臺灣海洋科研的全球能見度。



