中原大學薄膜技術研究發展中心
薄膜科技應用層面相當廣泛,在民生需求上扮演極重要的角色,且薄膜產業在近幾年快速成長,先進國家為爭食薄膜產業大餅,紛紛將薄膜產業列為國家重點產業發展領域,例如歐盟已將薄膜科技列為重點發展領域,並明訂水資源、環境保護、能源及醫療等四個攸關未來人類發展與社會福祉的議題,為薄膜科技的發展方向,可見薄膜分離科技與產業發展的重要性。在臺灣,中原大學薄膜研發中心堪稱是我國薄膜技術的發展中樞,成立十餘年以來成果裴然。
薄膜技術傲視全球 帶動臺灣新興產業
績優產業創新學術獎-中原大學薄膜技術研究發展中心
文/ 陳玉鳳
中原大學薄膜研發中心的靈魂人物-創辦人賴君義講座教授,早期即以高選擇性的富氧膜、乙醇脫水膜等研究享譽國際。賴君義教授深感薄膜科技的重要性,在國科會「提升私校研發量能」計畫支持下,集合薄膜上、中、下游技術研發的專才,建立垂直整合的團隊,並於2000年底於中原大學成立臺灣第一個薄膜研發中心。
談起中原大學薄膜研發中心的成功,賴君義教授認為人才的整合是最大關鍵。薄膜研發中心的最大成功要素在於人才的聚集,而該單位之所以能磁吸來自各個領域、各學校的人才;共同為臺灣薄膜技術研發貢獻一己之力,賴君義教授的親和力及號召力正是關鍵所在,他可說是超強「磁鐵」。
整合人才 不分領域及學校
從輕鬆的角度分析中原薄膜研究中心之所以能廣吸天下能人,就在於賴君義教授吸引人才的絕招很多, 其中一招是喝咖啡,「我有一台別人贈送的咖啡機,加上棒得不得了的咖啡豆,每天早上9點半大家一起聚在這裡喝咖啡,利用咖啡香吸引大家,上鉤以後就跑不掉了。」露出老頑童般的調皮笑容,賴君義教授繼續說出他一項項讓人才甘願效力的「撇步」
「我們也常常聚餐,想吃飯的人就在中午12點15分集合在榕樹下,大家一起去吃午餐。另外,禮拜五下午2點固定安排權威專家的專題演講,聽完演講後繼續討論,未到者都得繳交罰款,外校人員也得遵守同樣的罰則,累積的罰金則權充尾牙或春酒費用。」
賴君義教授整合人才的功力為中原大學薄膜中心奠定成功的基礎,其執教多年造就的「桃李滿天下」,也為中原大學薄膜中心帶來源源不絕的新血,「我的學生若任職於其他學校,在助理教授階段,我一定會要求他們每星期都到中原做實驗,直到升正教授才可以終止這個任務,不來也是得罰錢。」毋需制訂繁複規章,賴君義教授憑藉自己的「魅力」讓後進甘心跟隨。
事實上,自賴君義教授學成回國成立薄膜實驗室後,他便要求研究生在每週六早上9時至12時報告研究進度,由於成效明顯,漸漸吸引其他學校成員加入星期六的討論,此規矩三十幾年如一日,也強化了為每一位薄膜中心成員的研究實力。
賴君義教授非常擅長於「人才薄膜化(membranization)」,不論是哪個領域的人才,只要他的研究能夠對薄膜有所貢獻,賴君義教授就會抓出切入角度, 請其針對薄膜技術的需求投入研發,這讓薄膜中心能夠藉由不同領域的研發能量持續改進薄膜技術。整體而言,薄膜科學與技術的研究與開發相關技術層次高、系統複雜與精密性要求嚴格,在許多應用上需要各種不同背景與專才的人員共同參與,因此整合不同系所甚至於不同學門的人力共同投入,是成功研發薄膜技術的關鍵所在,有其不可或缺的必要性。
薄膜中心現在聚集了二十幾位各領域人才, 更值得一提的是,除了中原大學本身的研發人才外,更有十幾位人員是來自於台大、元智、中央、長庚、清大、南亞及宜蘭大學等大專院校,整合各方人員的才智,造就了中原薄膜中心的顯赫成果。
成績顯赫 突破私校障礙
中原大學薄膜中心自成立以來, 已執行2期8年(2002~2010)的經濟部「學界科專計畫」,也獲得教育部「發展一流大學與頂尖研究中心」、國科會「國家能源計畫」、經建會「生技起飛計畫」的補助,在薄膜基礎科學、材料科學、成膜控制與連續生產等方面,已建置完備的特色研究儀器與設備,具備完整的膜材開發、膜結構控制、模組設計與新應用拓展的能力。
不過,賴君義教授不諱言地指出,「比起國立大學,私立的中原大學一開始在資源的爭取上是比較不受青睞的。」然而多年下來,薄膜中心的好成績已助其突破此一障礙。例如中原大學近幾年的技術移轉權利金共達2,000萬新台幣,成績斐然。此外更完成多項領先國際的研發成果,包括開發產品效能領先全球的「薄膜溶劑回收系統」及「酒精脫水薄膜純化系統」;成功研發全氟(Perfluoropolymer)薄膜、改質技術與膜組產品,並首創我國領先國際之水處理用薄膜產品等,再者,在「薄膜電性量測」技術與產品,以及薄膜水回用前處理技術及氟素薄膜水處理用模組方面亦是領先國際水準。
由以上成果更衍生獲得發明專利29件、新型專利3件、申請中之國內專利22件、國外專利32件;技術移轉22件、先期參與12件,技轉金共達2,000萬元等,其中衍生利益金新台幣150萬元;執行產學計畫逾五十件,引導業界投資逾新台幣1億元;衍生國際合作案共4件,包括法國2件、加拿大1件、日本1件,成效相當顯著。
掌握鑑定技術 領先關鍵
薄膜技術的應用極為普及,尤其是薄膜中心鎖定的分離薄膜技術,「包含水處理、洗腎、燃料電池所需要的那一層隔膜皆需用具有分離功能的薄膜。」中原大學薄膜研發中心主任童國倫教授說明指出,「整體而言,薄膜的用途可歸納為水、環保、能源及醫療四大領域。」這四大領域也正是臺灣現階段力推的新興產業,顯見薄膜技術的重要性,薄膜中心近年在生醫領域尤其投入甚多。基本上,用於血球分離的生醫薄膜技術難度較高,此技術過去皆由國外業者所掌握,目前中原薄膜中心也正積極投入。
累積多年成果, 中原大學薄膜中心在全球舞台上已佔有一席之地,以上述水、環保、能源及醫療四大領域所使用的薄膜而言,能同時擁有這四類薄膜技術的研發中心少之又少,大多僅能在其中1、2個領域中繳出成績,而中原薄膜中心則是這少數優秀研發中心之一。「除此之外,中原薄膜中心較其他國家研究單位更勝一籌的地方,還在於鑑定技術的掌握。」童國倫教授進一步說明,「擁有鑑定技術,才能瞭解自己所開發出的薄膜效能的優劣,才能知道是否在各項指標上領先別人的開發。」
基本上,中原薄膜中心的核心技術為控制薄膜孔洞或自由體積的大小,藉以建立選擇性,薄膜中心李魁然教授在此一技術領域具有權威地位。針對薄膜自由體積變化採用正子消散時間光譜(positron nnihilation lifetime spectroscopy, PALS)進行量測及分析,創新突破,研究主要結合新穎的可變單一能量慢速正電子束測試儀(variable monoenergy slow positron beam, VMSPB) , 探討薄膜自由體積尺寸、分佈、多層結構及化學組成變化, 進而了解自由體積與分離效能之間的關聯性, 突破一維系統之分析極限, 將正子消散時間光譜對薄膜自由體積變化之分析極限由密性薄膜(dense membrane) 推進到微孔膜(microporous membrane) ,多項技術居世界領先地位。薄膜中心教授莊清榮教授進一步說明,「孔洞控制搭配前述的鑑定技術,才能確實造就特性良好的薄膜,此外,薄膜的表面性質,包含親水、疏水、抗沾黏、抗指紋等表面特性,也是薄膜優劣的重要指標。」針對孔洞及薄膜表面特性的量測,中原薄膜中心已開發獨步全球的鑑定設備。
整體而言,該中心整合了薄膜相關的儀器設備資源,在薄膜基礎科學、材料科學、成膜控制與連續生產等方面,已建置完備的先進儀器與設備。在薄膜特性鑑定、膜面及膜孔電性量測、連續式電漿處理設備與鐵氟龍膜成型設備等的開發方面,已居亞洲區域最領先之地位。
也由於中原薄膜中心的實力傲視全球,美國陶氏化學(Dow Chemical)公司與法國VEOLIA公司皆前來尋求支援,Dow Chemical公司方面,是由該公司出資,薄膜中心接受其委託並派員赴美協助建立膜電性量測技術;VEOLIA公司方面,則是由中心提供膜材鑑定技術諮詢與試驗服務,協助該公司建立膜材選用準則。
串連上中下游 建立薄膜產業
過去10年以來,中原大學薄膜中心致力於技術產業化與提昇產業技術層次,專注於促進國內產業技術升級、突破產業技術瓶頸、進入國際寡占事業領域等,獲得產業界的具體迴響,成功的從無到有開創了臺灣的薄膜產業。未來,在臺灣薄膜產業推動上, 薄膜中心將致力輔導上游基材膜製造廠商建立新的製程技術,開創中游之薄膜製造業並與精密塑膠加工業共同開發膜組組裝技術,協助下游使用者提高薄膜分離程序效率,以達到增加上游產值、創造中游產業、及降低下游成本的目標。
感言:中原大學薄膜技術研究發展中心創辦人 賴君義
中原大學薄膜中心能獲得此獎項的肯定,我們要感謝中原大學、國科會、經濟部、教育部和業界朋友的鼓勵與支持,讓我們擁有了優良的研發團隊與完整的研發設備,逐步發展成為國內外重要的產學研一體的研發中心。自2000年底成立以來,我們以學術研究成果為基礎,整合跨校際跨領域的學界研究人力,戮力於提升下游產業用膜之技術能力;開創中游的薄膜製備技術平台;擘畫上游的薄膜材料設計願景;推動我國的薄膜科技產業起飛。
過去十餘年以來,我們致力於技術產業化與提昇產業技術層次,專注於促進國內產業技術升級、突破產業技術瓶頸、進入國際寡占事業領域等,獲得產業界的具體迴響,讓我們成功的從無到有開創了我國的薄膜產業。我們不僅堅持為臺灣薄膜工業催生的使命,更有為整個人類的未來,貢獻一份心力的宏願。未來,我們的團隊將集中心力於環保、能源、醫療與水資源四大領域,創造新的科技,提供新的設計,開發新的製程,以照顧生命,保護環境,守衛地球!
- 發布日期:2022/01/18
- 最後更新時間: 2024/05/06
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