把黏土變無毒農藥 林江珍的「綠色起義」

2019年3月21日 上午11:2

化學農藥濫用,已造成人類健康與自然環境莫大危害,
窮盡20年心血研發「天然矽片」的林江珍,
企圖用它打造一個「塵歸塵、土歸土」的無毒農業。

黏土可用來做什麼?大家都知道它能用來做磚、做瓦、做陶瓷用品或藝術家的雕塑品……。但你一定不知道,它最新的用途是:取代農藥,用來做農用殺菌劑!

七十二歲的台灣大學高分子科學與工程學研究所名譽教授林江珍「玩」黏土,玩了快二十年,不過,他連一個碗都沒做過。原本,他試圖從天然黏土研發出各種先進的複合材料,但是一位頑皮學生的「胡鬧」舉動,扭轉了林江珍下半輩子的研究方向,甚至還可能掀起新一波的「綠色革命」。

小魚缸大啟發  意外發現黏土潔淨功效

先把時間撥回到二○○○年,林江珍在中興大學化學工程系任教,那時天然黏土運用在複合材料的研究正方興未艾,比如說,把天然黏土某些成分添加進塑膠中,可大幅提高塑膠的硬度、韌性,甚至是耐熱性,製成新一代的工程塑膠。

不過,林江珍有不一樣的野心,他試圖從天然黏土合成出新的「界面分散劑」,可讓容易「結塊」,會造成使用不便或機器損耗的東西,如噴墨油料、油漆、各種家用化學品,甚至是化妝品,在長時間存放過程中依舊保持「水水的」。研究過程中,他還發現,天然黏土甚至可製成「奈米容器」,即抗汙性、抗菌性皆可大幅提升的各種容器與包材的強大潛力。

事實上,人類很早就把天然黏土拿來做「止瀉藥」的重要成分,這是因為天然黏土富含「二氧化矽」元素,使其具有強大的吸附力,不但可吸附水分,連細菌、病菌也一併吸收(編按:腹瀉通常是細菌或病毒引起)。長久以來,畜牧業者也會在飼料中加入一定比例的矽肥,殺死家畜體內的寄生蟲或病菌,提高其免疫力。

林江珍在中興大學研究天然黏土時,也發現了這種特性。但真正讓他見識到天然黏土強大威力的是:一個小魚缸。

「那時,我與一群中興大學的老師、學生正在做天然黏土的『脫層研究』。」「講白話一點,就是研究如何把黏土『切』成最微小的顆粒,而且『切完後』,它們不會馬上又『黏』在一起。」「實驗室的數據顯示,脫層後的黏土,具有良好的潔淨與殺菌效果。」林江珍回憶當時的情況說道。

「中興大學有位教授因研究之故,養了好幾缸魚。我的學生看到魚缸裡水質混濁,想說老師教過天然黏土有潔淨、殺菌效果,於是就偷偷丟了實驗室的黏土在其中一個魚缸裡。」「他後來興奮地跑來跟我說,魚沒有死耶,而且水質變得清澈很多。」「老實說,他講的結果並不意外,但是親眼看到那缸水的清澈度,以及那幾條還游來游去的魚,我心裡仍大受震撼!」林江珍說。

切斷細菌連結  銀彈九○○成抗煞利器

林江珍接著解釋,天然黏土經過脫層處理後,可分解成「天然矽片」。天然矽片的體積,只有一般細菌的十分之一,在電子顯微鏡下,呈現片狀,把它撒在土壤中,或餵食家禽、 家畜,它會去「吸附」土壤或家畜體內的毒素、重金屬等致病物質,因其具有極高水溶性,隨著水又會排放出來。

林江珍強調:「與其說天然矽片的殺菌效果,不如說是『抑菌』效果。因為它不是產生化學性破壞來『殺死細菌』,而是一種『物理性的捕捉』!亦即貼附在細菌表面,卻不進入細菌的細胞核,只是切斷細菌與細菌之間的溝通,阻止其增生。」「因此沒有毒性、也不會有抗藥性問題,而且理論上是所有細菌都能夠對付,也不會產生汙染。」

林江珍再指出,所謂壞菌,是指某一種或某幾種細菌的異常增生現象,它們有能力異常增生,是靠著細菌彼此間的「溝通」,這種「溝通」其實是一種很微小的分子反應。看到某幾種細菌異常增生,天然矽片經由「動態」的物理性吸附與凝聚原理,促使各種細菌達到平衡。

林江珍針對天然矽片與天然黏土脫層製造方法,陸陸續續發表二十幾篇學術與專利論文。○三年時,他首次在中興大學發表了天然矽片技術,由於當時台灣籠罩在SARS(嚴重急性呼吸道症候群)的疫情下,整個社會聞H1N1病毒色變,因此天然矽片能否「抗煞」,一度受到高度關注。可惜,當時商業化猶未起步,無法製造出商品對抗病毒。

然而,SARS疫情無疑推了天然矽片商業化一把。○九年,台灣大學產學合作中心結合天然矽片與「奈米銀」,開發出「銀彈九○○」技術,再授權給廠商製作成口罩、防護衣、噴劑、肥皂、寵物清潔品等產品,目前市面上已有販售。

透過家用化學品,天然矽片技術踏出了實際應用的第一步。然而,最讓林江珍興奮的卻是農業的應用。一六年,由中興大學技轉給中茂生技公司,在彰化縣二林進行用「天然矽片水取代農藥」的大規模試作。

總計試種三期稻米,結果顯示,用天然矽片水取代傳統農藥,不但沒有讓產量減少,而且每單位土地還增產二○%,總計收成高達四八○公噸稻米。親自去彰化二林考察的林江珍說:「稻農向我反映,用天然矽片水取代農藥,稻稈長得特別挺。我解釋那是因為有『矽』的緣故。」

設公司授權技術  朝取代農藥目標邁進

一八年,林江珍成立多鏈科技公司,作為天然矽片技術移轉的平台。他希望結合台灣各產業的力量,加速天然矽片技術的商業化,至少在農業、傳統化工、醫藥、電子與奈米材料發展這五個領域頗具潛力,但並非林江珍一人就可辦到。

經過長達兩年多的評估,以及田野試作之後,通利農業科技董事長劉瓊琳決定向多鏈科技取得天然矽片水授權,並自行推出「利農力」產品,今年初已向農委會取得「免登記植物保護資材」資格。

劉瓊琳委託數個菜農試種發現,用天然矽片水取代傳統農用殺菌劑,對抗常見的白粉病、鏽病、露菌病等農作物病害。以水稻為例,一公頃天然矽片水的成本約二千多元,但傳統殺菌劑約要七五○○元。而且用天然矽片水種出來的蔬菜較肥碩、口感爽脆,還能增加賣相,更重要的是噴灑不會危害農友健康與汙染環境,因為它溶解後就是土。

不過,劉瓊琳指出,現有農藥有三大類:殺菌劑、殺蟲劑、除草劑。「我委託的菜農向我反映,天然矽片水在殺蟲與除草上還看不到明顯效果,但殺菌效果頗佳,植物抵抗力提升了,所以連帶減少了一些殺蟲劑的使用量。」因此,她認為,天然矽片水要完全取代農藥,還有一條長路要走。

林江珍出生於高雄市鳥松區,外公是鳥松第一任鄉長,雖是地方政治世家的後代,但被招贅的父親依舊一心務農。林江珍初中與高中皆就讀鳳山中學,後來考進台大農化系,在取得台大化學系碩士後,遠赴美國喬治亞理工學院攻讀化學博士,並在美國娶妻生子,前後在德士古、殼牌兩大石油公司擔任資深研究員,總計長達十六年之久。

他說,他前半輩子研究主題是「碳」,這是地球存在最廣泛的元素,在改良公司石化製程、觸媒等新產品上,發表過逾一百篇的專利論文。

天然矽片的發現,也引來國際化工大廠的興趣,以高薪邀請林江珍擔任顧問,並邀請他參與相關研發,但這次他一一婉拒,選擇自行創立公司,期望把技術授權給台灣有關的產業,為台灣產業升級貢獻一己之力。

如果林江珍研究生涯前半場是「碳時代」的話,自二○○○年開始,無疑地已經進入到「矽時代」(矽是地球存在第二豐富的元素)。前者代表煉油與化工的舊經濟,後者則象徵人類跨入生化、醫藥、奈米材料的新經濟。七十二歲的他,一場全新挑戰才開始掀起序幕!

林江珍

出生:1947年

現職:中興大學材料科學與工程學系客座教授、多鏈科技公司創辦人

經歷:台灣大學高分子科學與工程學研究所所長、美國德士古石油公司資深研究員、美國殼牌石油公司資深研究員

學歷:台灣大學農化系學士、台灣大學化學系碩士、美國喬治亞理工學院化學系博士

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