記者林重鎣台中報導
香蕉廢棄物也能變成環保發泡建材!國立中興大學森林學系教授陳奕君指導、學生董浩悅、蔡惠心組成的「綠屋藏蕉」團隊,將研發靈感鎖定香蕉收成後產生的假莖廢棄物,歷經2年研發,成功以假莖中的短纖維為原料開發出環保發泡材料,兼具隔熱效果與較佳回收性質,可應用於綠色建築材料領域,為資源循環再利用與淨零排放目標帶來嶄新解方。5月9日榮獲環境部與教育部聯合主辦的綠色化學創意競賽大專組金獎。
聚焦生質高分子研究 農廢變身綠建材
董浩悅指出,香蕉收成後所產生的假莖廢棄物,平均一噸香蕉會產生三噸假莖,過去多半被丟棄或焚燒,不僅浪費還可能造成蟲害與污染。由於實驗室的專長是生質高分子研究,因此便以香蕉假莖為起點,運用液化技術將短纖維轉化為生質多元醇,進一步製成PU發泡體,開啟一條從農業廢棄物到綠色建材的全新路徑。
這種以香蕉纖維製成的發泡材料(BPU)不僅隔熱效果佳,熱傳導係數僅為0.035~0.036 W/mK,相較傳統PU材料更具優勢,且質地柔軟,方便運輸及應用,還可兼具防撞功能。蔡惠心表示,這項材料未來不只應用於建築,也希望能發展為無土介質,用在進出口花卉的包裝與運輸中。
陳奕君表示,此項研究更特別之處在於它的綠色化學設計。從香蕉假莖液化使用催化劑同時時刻監測產物性質,有效縮短反應時間;發泡成型過程常溫常壓、不使用有機發泡劑,在回收階段則使用低毒性與可再生化學藥品,降低對環境的二次污染,展現對環保原則的高度重視。
不畏挑戰 一步一步找出解方
研究過程中,「綠屋藏蕉」團隊面對不少技術挑戰,例如假莖液化的材料配比、發泡反應的穩定性,甚至選擇何種異氰酸酯都曾反覆嘗試。「有時一個實驗失敗好幾次,洗四口燒瓶洗到很崩潰,但也因為這樣,我們更認真去優化每個流程。」董浩悅回憶初期困難。
此外,團隊透過實驗分析與查閱文獻發現香蕉假莖中含有微量木質素、鈣與磷等成分,在高溫下可提升碳殘留率或提供阻燃效果,進而提升熱穩定性,對未來發展相關性質建材具有潛在應用價值,相關發現讓團隊對材料的可能性充滿期待,也啟發他們朝高性能材料的研發方向邁進。
擴大應用想像 讓綠材走進更多場域
蔡惠心表示,此項研究最重要的理念是推動循環經濟與資源再利用。因此,未來團隊並不侷限於香蕉假莖一種材料,希望能將這套技術擴大應用到其他農業廢棄物,持續與相關產業溝通,讓更多被忽略的資源發揮價值。
接下來,他們計畫進一步優化發泡材料的回收方式,降低化學溶劑使用比例,提高回收產品的品質與經濟價值。同時探索發泡體在建築隔熱以外的應用場景,例如包裝材料、花卉運輸介質,或是具備防撞緩衝效果的保護材。