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變廢爲寶有妙招,南洋理工大學團隊發明榴梿殼創口貼

2021 年 4 月 14 日 研报零距离

榴梿除了果肉可口,布滿尖刺的果殼也有大用。新加坡南洋理工大學(NTU)的食品科學家用了兩年時間,研發出以廢棄的榴梿殼制成的抗菌水凝膠布,不但可生物分解,生産成本更是低于一般市面上的水凝膠布,比傳統膠布更環保。

制作原料及原理

變廢爲寶有妙招,南洋理工大學團隊發明榴梿殼創口貼

William Chen教授及研究員 (Cui Xi),來源:NTU

水凝膠布本身並不罕見。通常直接貼在手術後的傷口上,它們在傷口愈合的早期階段保持傷口部位的水分,有助于減少疤痕。相比之下,普通的紗布敷料會讓該區域變得幹燥。

水凝膠本身通常由合成聚合物制成,並添加銀或銅離子以殺死有害細菌。不過這些聚合物通常是不可生物降解的,此外,金屬離子的加入也推高了繃帶的成本。

變廢爲寶有妙招,南洋理工大學團隊發明榴梿殼創口貼

利用榴梿殼的成分制作的水凝膠布,來源:NTU官網

在南洋理工大學William Chen教授的帶領下,研究人員轉而將目光投向了榴梿殼,這些榴梿殼原本只會被送往垃圾填埋場或堆肥設施。

爲了對廢物加以利用,科學家們首先粉化榴梿殼並取出高質纖維,混合纖維與制造肥皂和生物柴油時所産生的廢渣甘油,制作出軟凝膠,再加入面包酵母的有機分子,爲貼布提供抗菌功能。這些原料共同構成了一種質地類似于硅膠的柔軟殺菌凝膠,可以切成片狀。

約兩公斤的榴梿殼去水後剩下約200克的殼粉,其中40克是純纖維。這40克的纖維足以制作出約1600片長2厘米、寬1厘米的水凝膠布,也就是“榴梿創口貼”。

“通過利用目前被大量丟棄的廢棄物——榴梿殼和甘油,我們可以將廢棄物變成寶貴的生物醫學資源,從而提高傷口的快速恢複能力,減少感染的機會,”Chen教授如是說。

變廢爲寶有妙招,南洋理工大學團隊發明榴梿殼創口貼

William Chen教授及研究員 (Cui Xi),來源:NTU

榴梿殼創口貼更環保

據海峽時報早前報道,新加坡單在2017年就進口且食用1萬4300噸榴梿,相當于約1000萬個榴梿,但每個榴梿的可食用部分只占三分之一,剩余的外殼就須焚化,加重環境負擔。

由于有機凝膠繃帶無毒且可生物降解,因此與傳統的合成繃帶相比,其對環境造成的負面影響也較小。

變廢爲寶有妙招,南洋理工大學團隊發明榴梿殼創口貼

利用榴梿殼的成分制作的水凝膠布,來源:NTU官網

榴梿創口貼的應用前景

變廢爲寶有妙招,南洋理工大學團隊發明榴梿殼創口貼

榴梿殼産生的材料,來源:NTU官網

藥房售賣的水凝膠布通常用于包紮手術後的傷口,讓傷口保持濕潤,促進愈合速度且減少過多的疤痕組織形成以避免疤痕凸起。具備抗菌功能的水凝膠布在動物皮膚上進行概念驗證,也證實可提供長達48小時的抗菌效果。但有機水凝膠還能傳送電信號,用來制作可測量心率的手表帶等柔性科技配件。

比起采用酶(enzymes)進行的傳統粉化過程,處理一公斤的榴梿殼須花高達2萬7000元,NTU團隊研發的綠色科技可把每公斤的處理成本降至120元。

變廢爲寶有妙招,南洋理工大學團隊發明榴梿殼創口貼

普通創口貼與榴梿殼創可貼對比,來源:NTU官網

相對一般市場售賣且功能相同的水凝膠布,采用的是較貴的合成材料所制成,新款的有機水凝膠布因材料成本低,售價估計也比一般水凝膠低。研究團隊目前正在尋找行業夥伴並商擬價格,希望在兩年內把新款膠布推入市場。

參考資料:

1. “NTU Singapore scientists develop antibacterial gel bandage using durian husk” NTU Media Release;

2. Research paper titled “Food waste durian rind-derived cellulose organohydrogels: towards anti-freezing and antimicrobial wound dressing”, published in ACS Sustainable Chemistry & Engineering (Jan 2021).

3. Research paper titled “Eco-friendly and biodegradable cellulose hydrogels produced from low cost okara: towards non-toxic flexible electronics”, published in Scientific Reports (3 Dec 2019).

變廢爲寶有妙招,南洋理工大學團隊發明榴梿殼創口貼

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