鋼筋混凝土結構因地震產生的微裂縫,易導致水分與空氣滲入造成內部鋼筋腐蝕,縮短建築壽命。在 2026 年 1 月舉行的第 25 屆「國際奈米科技綜合展與技術會議」(nano tech 2026)中,國立中正大學團隊展示「地質微生物礦化」技術,使混凝土具備自主修復能力,獲得國際產學界關注。
讓混凝土呼吸自癒:「微生物礦化奈米建材 」打造新世代韌性建築
【跨越學術與產業的微觀遠征:從實驗室躍上國際展會】
這項創新的研發成果,源自國立中正大學地球與環境科學系陳建易教授的跨域布局。陳建易教授長期鑽研地質微生物學與地球生物化學,探討微小的生命體如何透過「微生物誘導礦物沉澱(MIMP)」這項奧妙的生化反應,參與岩石風化、礦物形成乃至二氧化碳封存。
為了將大自然的奇蹟轉化為守護人居安全的堅固防線,陳建易教授攜手化學與生物化學系博士生林品芸,並鏈結中正大學產學新創公司「友正工程科技」共同參展,組成兼具基礎科學深度與工程實務經驗的堅實陣容。在東京國際展示館的「臺灣主題館」中,駐日代表李逸洋大使親臨展位,對團隊串聯地質科學、奈米技術與產業應用的實力給予高度評價。
【當沉睡的孢子遇上微裂縫:破解鋼筋腐蝕的自然自癒密碼】
「生物混凝土」的誕生,本質上是一場針對臺灣地質條件的科技革命。地震產生的微裂縫是建築壽命的致命傷,而中正團隊則在水泥配方中植入特定的微生物孢子。這些孢子在環境惡劣時處於休眠狀態;一旦震災發生、水分順著裂縫滲入,沉睡的孢子便被活化,開始呼吸並釋放二氧化碳。
二氧化碳在水中轉化為碳酸根,與水泥中的鈣離子結合,原位結晶生成碳酸鈣,精準堵住縫隙。這項技術曾在2010年被選為科學界最具價值的研究之一,卻因微生物培養昂貴而難以普及。中正團隊突破性地運用生物科技方法實現微生物的大量量產,不僅封堵微孔達到防水效果,更從根本阻止水分接觸鋼筋,大幅延長建築使用年限。陳建易教授強調,這項低碳技術不僅能因應地震等自然挑戰,更是對接 2050 淨零碳排目標的戰略利器。
【從未來科技獎到國家新創獎:賦予建材光催化與自淨雙重防線】
回首研發歷程,中正團隊的這場綠色革命早已蓄積多年能量。2024 年,陳建易教授帶領團隊以「微生物誘導沉澱技術開發多功能之生物混凝土」的創新抗菌技術 ,一舉摘下國科會「未來科技獎」;隨後,團隊憑「經濟高效的微生物誘導氧化鋅合成:抗病毒、抗菌、光催化和優化機械特性」,榮獲「國家新創獎」。團隊製備的生化建材不僅能自癒修復,也帶有自淨、抗菌、防黴、抗毒等多功能。當生物混凝土有光催化能力時,所產生的氫氧自由基能有效破壞病毒與細菌,實現自我清潔與防疫效果。團隊學生表示:「透過微生物這種天然環保的方式作為材料模板,能減少有機溶劑廢棄物。學校在儀器的需求上提供了很多幫助,教授也會帶學生參與創新展覽。」
【錨定 2050 淨零碳排:走入公共工程的永續前緣】
「做研究需要思考業界真正的痛點,技術才能走出實驗室、走出新未來。」陳建易教授坦言,雖然目前市場業者因初期的建築成本增加而採觀望態度,但國際學術界已普遍認定其極具推廣價值。由於該微生物能承受極高鹽分的惡劣環境,這項技術未來在港口、橋樑等沿海公共工程中,將展現無可替代的結構修復能力。
隨著全球邁向 2050 淨零碳排的腳步加快,法規與政策的推動終將引領產業走向低碳轉型。中正大學團隊已率先站上技術浪潮的前頭,以地質微生物的微觀力量,為臺灣及全球的永續工程奠定堅實而悠遠的磐石。
