「大腸桿菌」排雷?以色列開發螢光蛋白生物感測器,有望降低風險、提升全球掃雷效率

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當前執行排雷工作的群體多由長時間受過培訓的專業人員操作,但這種「工作者以手持設備進行現場搜索」的方式不僅耗費成本高、效率差,對於排雷人員而言更極具風險。因此,若能採「細菌代替人類」的遠端監測模式操作,便能降低排雷成本並保障人員安全。
文:張瑞邦(Tucker Chang)
以色列生物科技公司Enzymit於2023年9月19日宣布,該公司研究團隊與以色列耶路撒冷希伯來大學(HU)合作,當前已開發出一種能準確檢測未爆炸彈藥(UXO)的新型蛋白質(Novel Protein)生物感測器,預計能有效提高全球排雷效率。
根據美國新聞網站《Benzinga》報導,由耶路撒冷希伯來大學微生物生態學(Microbial ecology)教授貝爾金(Shimshon Belkin)所帶領的環境微生物暨生物感測器研究團隊,利用基因工程(Gene engineering)改造大腸桿菌(E. coli),讓大腸桿菌菌株能在接觸到地雷所含的三硝基甲苯(TNT)揮發前體物質「二硝基甲苯」(DNT)後形成螢光蛋白,掃雷人員便能依據此生物發光(Bioluminescence)特性確定地雷所在位置。
Enzymit執行長拉皮多斯(Gideon Lapidoth)對此表示:「我們相當榮幸能與貝爾金教授的團隊合作,他們的研究成果無疑為掃雷等爆炸物檢測帶來開創性的解決方式,同時也體現出合成生物學(Synthetic biology)和人工智慧(以下簡稱AI)跨領域應用的潛力,相信這樣的成果能有效應對往後的人道危機及環境挑戰。」
以色列國際新聞頻道《i24news》解釋,Enzymit善於利用AI深度學習(Deep learning)演算法來調整與完善大腸桿菌等微生物的化學反應,貝爾金的研究團隊在與Enzymit合作後,其生物感測器的偵測靈敏度比研製初期高出5倍、訊號強度提升30倍,且探測器能更快速的找到目標物。
為何研製高效的掃雷方法非常重要?
比利時媒體《Science Business》指出,多數國家或區域的軍事衝突雖已結束幾十年,但埋在地下的爆裂物仍對生活於前戰區的人民構成生命威脅,尤其全球目前至少有1.1億枚地雷仍未清除,每年至少造成約5000人死亡或傷殘,其中絕大多數為平民,更有約42%的傷亡群體為兒少。此外,地雷也導致國際間有超過60多個國家的公共建設及民生服務發展受阻。
貝爾金的團隊亦在發布於國際權威刊物《計算生物與結構生物科技期刊》(Computational And Structural Biotechnology Journal)的研究中提及,雖然國際社會努力進行排雷作業,但長期缺乏安全有效的方法來精準確認地雷所在處,清除地雷和其他爆炸物的工作也因此效率欠佳。
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能源轉型看數字說話!臺灣成為拚進亞洲第二的淨零優等生

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為實踐能源轉型,近年來我國再生能源的設置量已大幅成長,不僅光電和風電合計裝置容量已是2016年的7倍,今(2023)年再生能源發電占比更可望達到一成;綠電增加,能源效率亦逐年提升,能效評分已躍升亞洲第二;透過綠能優先、燃氣搭配,同時大減舊型亞臨界燃煤機組使用,空氣品質更是持續改善。為了更好的未來,臺灣將持續加緊轉型腳步,實現2050淨零願景。
再生能源成長幅度優於全球平均
依據國際再生能源總署IRENA所發布之再生能源裝置容量統計,近5年(2018-2022年,以2017年為基期)全球再生能源裝置容量年複合成長率為9.1%;同期臺灣的年複合成長率為21.9%,表現優於全球平均。
2023年9月我國風電與光電裝置容量達14.137GW,為2016年之7.33倍;尤其離岸風電更是在政府與民間協力下,從無到有開始建立產業鏈,累積至2023年11月已有281座離岸風機屹立於海上,裝置容量突破2GW。
風光加速布局
2022年風力發電與太陽光電發電量達142.2億度,為2016年的5.5倍,及時提供了產業界最需要的綠電,支持供應鏈的綠色與低碳轉型。

國際能效評分躍升亞洲第二
能源密集度即生產每單位國內生產毛額(GDP)所消耗的能源數量,是反映能源效率的重要指標,根據能源署統計資料,近10年來臺灣能源密集度年均改善2.9%;根據美國能源經濟學會(ACEEE)最新(2022)發表之「國際能源效率評分卡」(International Energy Efficiency Scorecard),臺灣能源效率從13名(2016)進步到世界第8(2022);亞洲僅次於日本。在整體政策(national effort)、建築、工業、運輸等四個面向的評分中,整體政策得分最高,名列全球第5;顯示臺灣能源效率持續提升,是產業與全民共同努力的成果。

空汙減排有感
透過發電結構調整、機組汰舊換新、空污改善措施,台電公司火力電廠整體空污排放量已從2016年約10.7萬公噸,降至2022年約4.2萬公噸,減少61%。近年來台電持續落實增氣減煤,不僅有助於提升發電效率,空氣品質也不斷改善,顯示能源轉型過程兼顧環境永續。

近年來政府積極推動能源轉型,不僅有助於減緩氣候變遷影響,再生能源也穩健成長,持續提升我國能源自主與改善環境品質,帶動新興產業蓬勃發展,為整個社會經濟體系注入了新的活力。未來將持續深耕再生能源發展路徑,重點放在極大化發展光電場域、離岸風力及前瞻能源等綠電領域,搭配儲能技術的應用,能夠有效回應再生能源的間歇性發電特性,能源供應更穩定。同時,亦積極推動強化電網韌性的措施,透過多方努力,將如期如質達成政策目標,逐步實現能源轉型,為臺灣打造更加永續、綠色的未來。
(經濟部能源署廣告)