近日，陽明交大生命科學暨基因體科學研究所許世宜教授的研究團隊發現，可利用阿茲海默症的病因─「類澱粉蛋白」其阻擋鹽離子的特性來傳輸水分子，讓海水達到100% 脫鹽的神奇效果，這項技術有望成為海水淡化的創新方法之一。該研究發表在《Small》。
 
類澱粉蛋白是一種不可溶的纖維性蛋白質，異常堆積在身體器官會造成嚴重疾病，如阿茲海默症。研究人員利用三片類澱粉蛋白組成的奈米微管(nanotube)，巧妙地利用蛋白薄膜表面上的電位差來推動水分子往單一方向移動，同時又能達到阻擋鹽離子穿過—例如鈉離子與氯離子—形成一個自帶「分子馬達」不需外部提供任何能量，就能達到海水淡化處理的效果。
 
研究團隊就理論上估算，由一片10×10平方公分類澱粉蛋白奈米微管組合而成的過濾膜，一天可過濾生產2.5噸的淡水，是目前已知逆滲透法的200倍。
 
目前主流的海水淡化技術—逆滲透法，需要透過馬達加壓讓海水通過逆滲透膜，才能分離海水中的鹽分。技術雖然可行但得花費大量電力與設備，以至於無法達到規模經濟的效益。利用類澱粉蛋白來過濾海水的方式，展示了一種仿生奈米材料可以做為有效又節能的海水淡化新方向。
 
許世宜表示，水分子單向擴散在生物界是很常見的現象，例如蜘蛛絲、蝴蝶翅膀都可以觀察到水分子單向流動，這些流動不需要外部能量，而是透過基本的生化及物理機制來完成。
 
許世宜指出，類澱粉蛋白所形成的片狀結構不僅可以自動引導水分子，只要將結構中的一個胺基酸改成帶電，增加奈米微管的親水位能，就能提高水分子與鹽離子的分離效能。此次的實驗成果不僅能讓科學界瞭解仿生材料的自動傳輸機制，也發現了一種具有高產量、低耗能、低碳排潛力的海水淡化機制。
 
論文：https://doi.org/10.1002/smll.202205420

(報導/李林璦)