蚕丝不仅能做被子,还能做胶囊

作者: 伊莎贝尔·肯普(Ysabelle Kempe)

来源: 环球科学

发布日期: 2022-11-29 21:00:00

科学家发现蚕丝的新用途,可能有助于解决微塑料污染问题。研究者研发了一种基于蚕丝的生物可降解材料,用以替代微胶囊,并在实验中显示出较现有商业产品更小的环境损害。

自人类发现蚕丝并开始通过养殖蚕茧来获取蚕丝已经过去了数千年,科学家仍然在不断发现这种非凡材料的新用途。如今,有研究者表示,蚕丝可能有助于解决一种日益严重的环境和健康问题:微塑料。微塑料是指极小的塑料碎片,且已经无处不在:从高山之巅到海底,甚至是人类血液。多种环境微塑料是由更大分子量的材料分解而来的。但根据欧洲化学品管理局的数据,大约有10%~15%的污染颗粒是被特意添加到产品中的。

例如,微胶囊就会被专门用在化妆品和农业喷雾器之类的产品中,发挥保护和缓慢释放活性成分的作用。

在一项发表于《微观》杂志的研究中,来自美国麻省理工学院和巴斯夫在美国的子公司的研究人员研发了一种基于蚕丝的生物可降解材料,用以替代那些微胶囊。由于对有意添加微塑料的规定日益收紧,各公司亟需这样的研究。苏黎世联邦理工学院的环境分析化学家丹尼斯·米特拉诺表示,为了真正控制微塑料污染,除了在整体上减少管理不善的塑料废物之外,“我们唯一可以做的事情”就是寻找材料替代有意添加的微塑料。

MIT的工程师贝内代托·马雷利指出,蚕丝无毒、耐加工,并且可以从低质量的废旧纺织纤维中获得。有科学家建议用其他天然化合物替代有意添加的微塑料,但是,“那些物质并不像蚕丝一样,同时拥有如此多样的优势。”马雷利说道。研究人员通过改造现有的制造设备,用蚕丝的丝蛋白制造出了微胶囊,并且在这种微胶囊中包覆了一种除草剂的固体浓缩物,以及常见的护肤成分维生素C。

MIT的刘慕春将这些微胶囊浸泡在乙醇溶液中,通过调整浸泡时间,来调控蚕丝蛋白长链的折叠和黏合方式,以此控制微胶囊按所需的速率溶解和释放活性成分。

为了具备商业竞争力,基于蚕丝的微胶囊就必须“与非生物降解的微胶囊表现相当,或者更好”,马雷利说道。比如,喷雾杀虫剂应当在除草时缓慢释放,以便不伤害农作物。

他们在玉米田进行了为期6天的实验,结果显示,基于蚕丝的微胶囊喷雾对农田的损害程度要小于现有的商业产品。皮埃尔-埃里克·米勒德是巴斯夫公司的一位科学家,主要从事微胶囊方面的研究。米勒德表示,尽管并不是在所有情况下蚕丝的微胶囊都能替代非生物降解的产品,但相比于他们研究过的其他替代物,它看起来更具前景。他说,如果巴斯夫继续推进这项研究,基于蚕丝的微胶囊所制成的产品可能会在几年内上市。

接下来,研究人员将尝试包覆其他类型的活性成分。对于那些必须保持液态或气态的物质,研究人员可能还需要采用不同的方法制造微胶囊。

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