返回上一页  首页 | cnbeta报时: 03:09:56
科学家创造“素食蜘蛛丝”材料 为普通塑料提供植物性替代品
发布日期:2021-06-11 11:21:09  稿源:cnBeta.COM

剑桥大学的科学家们通过模仿使蜘蛛丝具有惊人强度的自组装微结构,制造出了一种具有普通一次性塑料强度的植物性薄膜,提供了一种“素食 ”的环保替代材料。这种独立的薄膜可以着色并按比例放大,供工业使用,一旦完成任务,就可以轻松地堆肥。

LS[4{ONWQ5L2DI`RTVIW)2T.png

蜘蛛丝是韧度最高的天然纤维,蜘蛛丝有许多秘密可以与材料科学世界分享。我们已经看到该领域的研究人员从蜘蛛丝中获得灵感,开发出更敏感的助听器材料,包裹癌症药物以更好地输送,甚至用它来修复断裂的神经,这只是几个例子。

剑桥大学的科学家们一直在研究蛋白质的行为,作为其中的一部分,他们将注意力转向了蜘蛛丝的构成以及使其具有如此巨大强度的独特成分。

研究报告的作者Tuomas Knowles教授说:“我们发现,使蜘蛛丝具有强度的关键特征之一是氢键在空间上有规律地排列,而且密度非常高。”

41467_2021_23813_Fig1_HTML.png

然后,科学家们开始使用来自植物的自组装蛋白质来重现这一过程。这从大豆分离蛋白开始,像所有的蛋白质一样,它是由多肽链组成的,可以在适当的条件下进行“自我组装”。实现这一目标涉及乙酸和水的混合,高温和超声波,以提高蛋白质的溶解度,使其更容易控制自组装成有序的结构。

Knowles说:“因为所有的蛋白质都是由多肽链组成的,在适当的条件下,我们可以使植物蛋白质像蜘蛛丝一样进行自我组装。”研究人员获得的成品是一组蛋白质结构,在氢键形成的驱动下,分子相互作用增强,就像在蜘蛛丝中一样。当溶剂被移除时,会留下一层不溶于水的薄膜,其机械性能与聚乙烯等普通一次性塑料相当。而且,由于它不涉及对其全天然构件的化学修改,这种材料可以在家庭堆肥系统中安全降解。

41467_2021_23813_Fig5_HTML.png

“其他研究人员一直在直接使用丝绸材料作为塑料替代品,但它们仍然是一种动物产品,”研究合著者Marc Rodriguez Garcia博士说。“在某种程度上,我们已经提出了‘素食蜘蛛丝’--在没有蜘蛛的情况下我们创造了同样的材料。”

41467_2021_23813_Fig6_HTML.webp

研究人员已经为这项技术申请了专利,并计划通过分拆公司Xampla将其商业化,而这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

查看网友评论   返回完整版观看
加载中...
加载中...

返回上一页  首页 | cnbeta报时: 03:09:56

文字版  标准版  电脑端

© 2003-2021