【2025年05月15日訊】（記者吳瑞昌綜合報導）隨著人們飲食習慣的改變，畜牧業得以快速發展。不過，牛、羊、豬等大型家畜的糞便，早已超出環境負荷。英國科學家為了解決這一問題，開發出從牛糞中提取纖維素製成紡織材料的新技術，並將其應用於日常用品的生產。
有研究顯示，全球養殖業產生的糞便數量，在短短20年間快速增長超過40%，總重量約50億噸。這導致龐大的動物糞便無法完全被有效利用，常被排入水道、河川和大海中，不僅嚴重影響當地的生態環境，還可能把疾病傳給人類。
先前，人們將動物糞便用於作物肥料、燃料、房屋隔熱材料。隨著人們對動物廢棄物研究的深入，科學家開始從糞便中提取奈米纖維素等高價值物質，將其提煉成具有高價值的產品。
這次英國倫敦大學（University College London）機械工程系的研究團隊開發了一項新技術，從收集的牛糞中提取纖維素，再將其製造成外科口罩、食品包裝等各類產品。這項研究成果於4月中旬發表在《清潔生產雜誌》上，並獲得英國研究與創新署（UKRI）的資助。
纖維素是目前世界上最常使用的材料之一，它存在於植物的細胞壁，於19世紀中葉工業革命起被廣泛提取，做成合成材料。如今它已廣泛用於製造保鮮膜、醫用口罩、紙製品、紡織品、食品和藥品等產品中。
該團隊首先將含纖維素（1.6-23.5%）、半纖維素（1.4-12.8%）和木質素（2.7-13.9%）的生牛糞樣本晾乾，再放入烘箱進行烘乾消毒。
隨後，他們把乾燥的牛糞研磨，並篩分成較小的顆粒，再透過冰醋酸、次氯酸鈉溶液、氯化鈉（NaCl）、氫氧化鈉（NaOH）等化學藥品，去除牛糞裡面的蛋白質、脂肪、碳水化合物等非纖維素的物質，再透過機器提取裡面的奈米纖維素。
實驗人員採用改良過的「濕式水平噴嘴加壓紡絲技術」（NPS），是通過高速旋轉和壓力將奈米纖維素從噴嘴噴出，再將纖維素接觸水後形成帶狀、網狀物和薄膜纖維。這種新技術是一種節能工藝，無需靜電紡絲等其它纖維生產技術所需的高電壓。
實驗人員表示，研究仍處於早期階段，但這些不同型態的纖維可用於包裝、儲能、電子和生物醫藥等領域上，因此相當的有潛力。
研究團隊表示，改造現有加壓紡絲機以適應新製程相對簡單。不過，目前最大的挑戰是牛糞的回收、運輸物流與儲藏。他們目前正在尋找與酪農合作，希望擴大生產規模，實現環境與商業雙贏，讓廢棄物質能夠循環再利用。
研究的資深作者、倫敦大學學院機械工程系教授莫漢‧埃迪里辛哈（Mohan Edirisinghe）對該校的新聞室說，「我們最初的問題是，是否有可能提取牛糞中存在的纖維素微小碎片（牛糞是動物食用植物後留下的），並將其製成可用的纖維素材料。」
埃迪里辛哈教授接著說，「從糞便中提取碎片相對簡單，只需溫和的化學反應和均質化，將其轉化為液體溶液。然而，我們嘗試使用過去的加壓紡絲技術，卻無法將這些碎片正常轉化成纖維。」
他進一步解釋，團隊透過反覆試驗，發現使用帶有表面噴嘴的水平容器（而非垂直容器），能成功把液體噴射至靜止或流動的水中形成纖維素，還可透過改變液體的稠度，創造出例如網狀、薄膜或帶狀纖維素，將它們運用到不同的場景。
埃迪里辛哈接著說，「我們還不太清楚這個過程為何有效，但它確實有效弄出我們要的纖維素。這種改良過的濕式水平噴嘴加壓紡絲技術，其設備、容器是由本校設計和製造，因此擴大其規模相當容易。」
這項研究的第一作者、倫敦大學學院機械工程系的戴艷琪女士（音譯，Yanqi Dai）則表示，「奶牛場的牛糞等廢棄物，因為污染人類水源、釋放溫室氣體及傳播病原體，已經對環境和人體構成威脅。若要妥善處理這些廢棄物產生的成本，也會給農民帶來負擔。」
她接著說，「現在改良過的濕式噴嘴加壓紡絲技術，不僅能充分的利用這些牛糞廢棄物，甚至還可能為養殖業創造新的收入來源。」◇
