編譯／韋士塔

鋁金屬的應用範圍廣泛，從日常生活中的汽水罐和鋁箔包裝，到高科技領域的電路板和火箭推進器等。隨著全球對鋁的需求持續成長，鋁的產量高居全球第2大，僅次於鋼，也突顯鋁在不同產業中的重要性，以及它在技術與工業應用中的不可或缺性。

然而，鋁產量持續攀升的趨勢，已引發了對環境衝擊的疑慮；專家指出，鋁的生產過程包括從鋁土礦中提取鋁氧化物，然後進行電解以獲得純鋁。在這過程，使用的化學物質及能源的消耗量相當可觀，煉鋁過程也會釋放含有重金屬和其他有害物質的廢水，以及大量的二氧化碳。

隨著鋁需求的增長，如何平衡生產與環境保護成為了業界面臨的重大挑戰，若未能妥善處理，將對生態環境造成長期的破壞。

面對這項挑戰，麻省理工學院（MIT）的工程師們提出一種創新的解決方案；他們開發一種新的奈米過濾工藝，可減少鋁生產過程中產生的有害廢物。這種新技術可處理鋁廠的廢水，並回收鋁離子再利用，在提高鋁產量的同時還能有效減少廢棄物。

研究團隊在發表於《ACS永續化學與工程》（ACS Sustainable Chemistry and Engineering）期刊的報告指出，他們以創新的薄膜過濾技術，對鋁廠產生的廢水進行測試，結果顯示這種薄膜能捕獲廢水中逾99%的鋁離子。

研究人員指出，薄膜過濾技術不僅能減少有害廢物的排放，還能推動鋁金屬的循環經濟；未來，鋁的生產將不再完全依賴原材料的開採，可透過回收和再利用來滿足需求。

研究團說明，傳統鋁廠每年浪費的鋁金屬高達2800噸。因此，他們設計一種薄膜過濾技術，把鋁土礦提取過程中的鋁離子回收。這種奈米級的薄膜能夠精確區分鋁離子與其他離子，安裝在廢水處理系統中時，可以捕獲大部分的鋁離子，讓其他離子通過。

薄膜開發過程的主要挑戰，是如何提升其選擇能力和通透性。研究團隊不斷進行實驗，調整薄膜的材料和結構，最終他們選擇了聚合物材料作為膜的基礎，並調整孔洞的大小和形狀來優化其性能，成功捕獲超過99.5%的鋁離子，且在各種酸性和鹼性環境中表現穩定。

目前的成果讓研究團隊深感振奮，也對這項技術的前景充滿期待；研究人員指出：「我們以強酸、強鹼等嚴苛條件進行測試，奈米薄膜的表現依然很理想，對鋁生產過程中有害廢物處理的重大突破。我們開發的薄膜，展示了煉鋁產業的循環經濟創新展望。這種膜具有雙重好處，既可以回收鋁，又可以減少有害廢物。」

研究團隊正持續改善這項技術，也開始與鋁業公司洽談合作，並籌辦研討會，增加業界對創新技術的認識；研究團隊的目標是把奈米薄膜擴展到工業規模，在全球推廣這技術，實現資源循環利用，為環境保護貢獻力量。