清华大学与日本化工厂 DAICEL 共同宣布签订 4.5 亿日圆(约台币 1.1 亿元),为期 5 年的产学合作计划,应用玉山学者北森武彦深耕 30 年、领先全球的玻璃微流体系统,打造桌上型化学工厂,可望大幅缩减厂房体积、制程时间、碳排放及能源消耗,开启化工产业的新世代绿色革命。
清华大学两年前礼聘享誉全球的微奈米流体技术先驱、东京大学前副校长北森武彦到动机系担任玉山荣誉讲座教授,结合东大及清华研究团队,开发出新型微流体芯片系统,打造桌上型微流体化学工厂。
北森武彦表示,这项技术可将传统化工厂的混合、分选等操作程序浓缩整合到长 7 公分、宽 3 公分,比名片还小的玻璃芯片上,进一步组合成千上万个微流体芯片同步精密操作,即可将化学制程微型化,成为桌上型化学工厂。
▲ 清华大学玉山荣誉讲座教授北森武彦。
北森武彦举例,如果要把好几大桶不同的化学原料混合在一起,反应速度及温度各不相同,很难均匀混合,操作不慎还可能爆炸,但如果采用微流通道来混合反应,就可以精准控制原料进料、掌握最佳混合顺序及反应条件,产出更加精纯的化学品。
北森武彦指出,这项产学合作的目标是要将长、宽 20 米,约 6 层楼高的化工设备缩小到约 2 米见方的尺寸,做到更省空间、省能源、省成本、减少耗材,并降低工安意外,还可节能减碳,达到碳中和目标。
日本 DAICEL 指出,社长小河义美多年前就听过北森教授研发的微流体技术,并深深叹服,如今非常荣幸将这项领先创新的未来微流体技术引进 DAICEL 的化学工业,并期许与清华大学携手共进,将这项划时代的绿色革命拓展至国际,推动永续制程,实践循环经济。
清华大学研发长曾繁根也参与这项合作研发计划,并十分看好微流体芯片化学工厂的未来发展,并认为 DAICEL 是日本最大的化学公司之一,台湾也有许多中小型的化学工厂,如果都逐步改用这项微流体制程,将产生革命性的跃进,类似的制程未来也可望应用于半导体及生医制药产业。
▲ 微流体芯片打造桌上型化学工厂。
(图片来源:清华大学)