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【生物合成技術】與【聚酯低碳改質應用開發】技術專題

工業材料雜誌 432 期

出版日期: 2022/12/5

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當期雜誌簡介

生物科技大變革低碳永續新解方
工業生物技術是利用微生物以醱酵方式生產目標產品，包括從結構簡單的化學品(如酒精、有機酸)到複雜的聚合物(如PHA、纖維素)。微生物本來就能產生許多物質，在過去生物技術無法編輯微生物的DNA，只能從大自然中篩選原生微生物生產，但大多數原生微生物生產效率不佳，因此工業化的產品應用領域較為受限。隨著編輯基因技術於1976年問世後，現已可根據目標產品，使用生物合成技術，大規模設計微生物，選擇適合的代謝路徑與基因組合，再編輯和改寫微生物的基因組，使他們有效率地展現目標功能。

根據2020年麥肯錫(McKinsey)發布「The Bio Revolution」報告預測，未來全世界製造的產品中有60%會使用合成生物技術生產，從醫藥、食品、農業到紡織、塑膠等。其中1/3原屬於生物可產生的材料，例如可用於醫藥和粧品原料的角鯊烯，傳統上是由鯊魚肝油萃取，現在不須捕殺鯊魚，可以利用生物合成技術開發的微生物以更永續的方式生產；其餘2/3則為原本僅能以化學法生產的材料或化學品(如塑膠、燃料等)，現在可以使用改造過的微生物來生產尼龍、乙烯等。預估生物合成技術將於2030年至2040年期間創造至少1.7兆美元的直接經濟效益。

本期「生物合成技術」專題將聚焦在粧品和健康護理、色素、生物可分解材料—PHA、電子產業與仿生材料這幾項應用。合成生物技術是跨領域的技術，除了生物領域之外，尚需要化工、化學、AI等領域人才，透過產業跨領域的互相合作，才有機會開花結果，以具有競爭力和永續的生產方式，為地球與經濟共創雙贏。

材料×製程合擊打造聚酯低碳轉型競爭力
「淨零排放」、「低碳循環」、「碳中和」是近期熱門的關鍵字。隨著全球淨零排放的意識越來越高漲，各國積極公布淨零排放路徑，牽動整體上、中、下游產業鏈都必須進行低碳轉型。碳權交易市場亦跟著誕生。各國之碳權價格日益提升，若企業能達成低碳轉型，獲取更多碳權，將能帶來可觀之額外收入來源。

低碳轉型方向多元，如使用再生材料、採用單一材質/生分解/植物基永續材質之產品設計，或進行低能耗綠色製程取代等。使用再生材料已是各廠商普遍執行之方向，並尋求更多不同來源且具有故事性之再生料；而單一材質產品設計是目前國際品牌綠色轉型擬定之關鍵策略之一，例如全聚酯衣、全聚酯鞋或是單一材質包材之設計等；此外，製程轉型也是重點發展方向之一。連續式反應押出製程具備反應快速、無溶劑使用及製程彈性調控之特點，與傳統批次式溶劑法比較，極具省時節能源之優勢，因此連續式反應押出製程成為綠色製程轉型之新寵兒。

本期「聚酯低碳改質應用開發」技術專題，將鎖定反應押出技術應用於聚酯改質材料之開發，以及以再生聚酯拓展的高值應用，依序介紹「聚酯反應押出低碳改質再製技術」、「低溫聚酯開發與複材應用」、「循環PET再製高值聚酯材料」、「聚酯光催化降解技術」以及「可循環再生聚酯彈性體之微孔化發泡技術」，期能透過材料與製程之合擊，在全球淨零的風潮下，打造聚酯低碳轉型的產業關鍵競爭力！

主題專欄
散熱構裝專欄「活性金屬接合陶瓷電路板技術」介紹活性金屬接合氮化矽陶瓷基板之焊接技術及發展趨勢。生質材料專欄「瘤胃微生物群進行木質纖維素生物轉化之永續能源化與高值化技術」分析開發瘤胃類比生物反應器具未來發展前景，可將木質纖維素有效進行生物轉化為生物燃料和化學品；另外接續上期「竹纖維複合材料纖維改性與界面處理技術回顧(下) 」說明竹纖維加固樹脂(BFRP)界面性能與親和性可在處理後有效提升，期能對未來BFRP生產與使用提供完整參考。篇篇精彩，歡迎賞閱！

結合技術發展與產業需求，歲末年終，盤點一整年淬練的研發成果，本期加碼推出《2022年工研院材料與化工研究所亮點技術》特刊，精選材化所14個研究組之百項亮點技術，隆重推薦給讀者，歡迎各領域業界參考指教，攜手合作。凡對以上內容有興趣的讀者，歡迎參閱2022年12月號『工業材料雜誌』或參見材料世界網，並歡迎長期訂閱或加入材料世界網會員，以獲得最快、最即時的資訊！

展開/收回

雜誌目錄

▓ 生物合成技術

33 生物科技大變革低碳永續新解方

34 生物合成色素之技術與應用

44 仿生材料於紡織產業之應用

51 生物合成材料於電子產業應用及發展趨勢

59 PHAs生物合成技術現況

69 生物合成技術於皮膚護理產品的永續應用

▓ 聚酯低碳改質應用開發

79 材料×製程合擊打造聚酯低碳轉型競爭力

80 聚酯反應押出低碳改質再製技術

89 低溫聚酯開發與複材應用

98 循環PET再製高值聚酯材料

110 聚酯光催化降解技術

124 可循環再生聚酯彈性體之微孔化發泡技術

▓ 材化史上的今天

75 12/18–發現電子的人

▓ 主題專欄

244 活性金屬接合陶瓷電路板技術

254 瘤胃微生物群進行木質纖維素生物轉化之永續能源化與高值化技術

260 竹纖維複合材料纖維改性與界面處理技術回顧(下)

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