2022-05-13
【文字、影片提供：化材系教授鍾宜璋；公共事務組編修】
包括「有害金屬吸附膠」、「可重覆黏貼溫敏性膠帶」、「抗菌傷口敷料」等設計靈感都來自它？國立高雄大學化學工程及材料工程學系黃瀠萱、楊詠筑、游伯弘等3名學生，發現牡蠣「可逆配位交聯」生物特性加以運用，開創美食之外的仿生三部曲、新價值，榮獲激發學生創意競賽創意發想組第1名。相關實驗介紹影片可見：https://youtu.be/UtC-WVnKiiQ 。
「潮間帶生物牡蠣，不只『清蒸、火烤、蚵仔煎』美食三吃，更隱藏造物者的厲害巧思。」指導3名學生的化材系教授鍾宜璋表示，學生文獻爬梳過程，了解牡蠣具分泌可隨時聚合或分離特殊蛋白質的獨門功夫，並與不同金屬離子形成「弱鍵結交聯」，例如流至體外與高含量「碳酸鈣（CaCO3）」形成堅硬的晶體結構（殼房）。
而留在體內的蛋白質則結合高含量「鋅離子（Zn2+）」，產生可反覆結合或分開的「配位鍵結（化學現象）」，此優勢除了可過濾及儲存大量水分於腹腔，保持身體柔軟彈性；另方面也利用鋅離子抗菌特性，吸收並建構自體免疫系統，因應複雜多變的海洋環境。
此外，牡蠣蛋白質中的氨基酸分子，含有許多可與金屬結合的「化學基團（又稱官能基）」，其中「組胺酸(histidine)」對二價金屬如鋅、鎳、銅、鐵、鈷、錳，以及危害人體的鎘、汞、鈀等具高度鍵結親和力。
黃瀠萱運用上述特性開發可吸附有害金屬的吸水膠，相較一般「超吸水水膠（又稱超吸水聚合物，SAP）」的吸附效果更佳，未來可望用於受重金屬汙染海域、河川、農地的清除和回收利用。
楊詠筑則模仿牡蠣隨環境刺激改變交聯密度、強度的特性，開發添加鋅離子、對溫度敏感、可重覆黏貼不留殘膠的膠帶，挑戰粗糙表面亦可完全接合並掛重超過3公斤。若要移除只需以吹風機加熱吹拂，使膠層重新鍵結即可，另外也可與機器手臂結合，用於重物抓取過程中黏或不黏的動作設計。
牡蠣高鋅離子含量與弱鍵結特性，則讓游伯弘設計抗菌水凝膠，不只保水還可長時間釋放鋅離子。過往相關文獻證實，鋅離子或含鋅微小粒子具有抗菌效果。鍾宜璋樂觀預估，該設計可進一步開發兼具適當黏性、吸除滲出液且釋放鋅離子的傷口敷料、促進傷口癒合。
