研(yán)究人員創造(zào)了一種基于(yú)植物的、可持(chi)續的、可擴展(zhǎn)的材料🍉，可以(yi)替代許多消(xiāo)費品中的一(yī)次性塑料🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。 劍(jiàn)橋大學❌的研(yán)🥰究人員通過(guo)模仿蜘蛛絲(si)的特性制造(zao)了一種聚合(hé)物薄膜，蜘蛛(zhū)絲是自然界(jie)中堅固的材(cái)料之一。這種(zhong)新材料與當(dang)今使用的許(xu)多普通塑料(liào)一樣堅固，可(ke)以替代許多(duo)普通家用産(chan)品中的塑料(liao)。 這種材料是(shì)💰使用一種新(xin)方法将植物(wu)蛋白組裝成(chéng)在分子水平(píng)上模拟絲綢(chou)的材料而制(zhi)成的。這種使(shǐ)用可持續成(cheng)分的節能方(fāng)法産生了一(yi)種類似塑料(liào)的獨立薄膜(mo)，可以工業規(guī)模制造。不褪(tui)色的“結構❌”顔(ya)色可以添加(jia)到❄️聚合物中(zhong)，也可以用于(yu)制造防水塗(tú)料。 研究人員(yuan)創造了一種(zhǒng)基于植物的(de)、可持續的、可(ke)擴展的材料(liào)，可以替代許(xu)多♊消費品中(zhong)的一次性塑(sù)料。 該材料可(ke)在家中堆肥(fei)，而其他類型(xíng)的生物塑料(liào)需要工業堆(dui)肥設施才能(neng)降解。此外，劍(jiàn)橋開發的材(cái)料不需要對(duì)其構建塊進(jin)行化學修飾(shì)，因此它可以(yi)在大多數自(zi)然環境中降(jiang)解。 新産品将(jiang)由劍橋大學(xue)衍生公司 Xampla 商(shang)業化，該公司(si)開發一次性(xing)塑料和微☎️塑(su)料的替代品(pin)。該公司将在(zai)今年晚些時(shí)候推出一系(xì)列一次性小(xiao)袋和膠囊，它(tā)📧們可以替代(dai)日常用品中(zhong)使用的塑料(liao)，例如洗碗片(pian)和洗衣粉膠(jiāo)囊。結果發表(biǎo)在《自然通⛹🏻‍♀️訊(xun)》雜志上。 多年(nián)來，劍橋大學(xue) Yusuf Hamied 化學系的✊ Tuomas Knowles 教(jiao)授一直在研(yán)究蛋白質💞的(de)行為。他的大(da)部分研究都(dōu)集🌏中在蛋白(bái)質錯誤折疊(dié)或“行為不當(dang)”時會發生什(shi)麼，以🌍及🔞這與(yu)健康和人類(lèi)（主要是阿爾(ěr)茨海默病）的(de)關系。 我🙇🏻們通(tong)常會研究功(gong)能性蛋白質(zhi)相互作用如(rú)何讓我們🍓保(bǎo)持健康，以及(ji)不規則的相(xiàng)互作用如何(hé)與阿爾茨海(hǎi)默病有關，當(dāng)前研究的諾(nuo)爾斯說,令人(ren)驚訝的是，我(wǒ)們的研究還(hai)可以解決🌈可(ke)持續性方面(mian)的一個大問(wèn)題：塑🛀🏻料污染(ran)。 消費品中一(yi)次性🔆塑料✌️替(ti)代品的一個(ge)例子，通🌍過模(mo)仿蜘蛛絲的(de)特性生産，蜘(zhi)蛛絲是🈚自然(rán)界中強的材(cái)料之一。 作為(wéi)蛋白質研👉究(jiu)的一部分，Knowles 和(hé)他的團隊開(kai)始對為什麼(me)像蜘蛛絲這(zhè)樣的材料在(zài)分子鍵如此(cǐ)弱👌的情況下(xia)如此堅固感(gan)興趣。我們發(fā)現，賦予蜘蛛(zhu)絲強度的關(guan)🌈鍵特征之💔一(yī)是氫鍵在空(kong)間中以非常(cháng)高的密度規(guī)則排列，諾爾(ěr)斯說。 共同作(zuo)者 Marc Rodriguez Garcia 博士是 Knowles 小(xiǎo)組的博士後(hou)研究員，現在(zai)是 Xampla 的研發主(zhu)管，他開始🤩研(yán)究如何在其(qi)他蛋白質♌中(zhōng)複制這種常(chang)規自組裝。蛋(dàn)白質具有分(fen)子自組織和(hé)自☁️組裝的傾(qing)向，特别是植(zhí)物📱蛋白質豐(feng)富，可以作為(wei)食品工業的(de)副産品可持(chi)續采購。 對植(zhi)物蛋白的自(zì)組裝知之🐕甚(shèn)少，令🚶人興奮(fen)的是，通過填(tian)補這一知👈識(shí)空白，我們可(kě)以找到一次(cì)性塑料的替(ti)代品，該論文(wen)的作者、博士(shì)生 Ayaka Kamada 說。 研究人(ren)員通過🈲使用(yòng)大豆分離❤️蛋(dan)白（一種成分(fen)不同的蛋白(bai)質）成功複制(zhi)了在蜘蛛絲(sī)上發現的結(jié)構。因為所有(you)蛋白質都是(shì)由多肽鍊構(gòu)成的，在适當(dang)的條件下，我(wǒ)們可以使植(zhi)物蛋白質像(xiang)蜘蛛🏃🏻絲一樣(yang)自組裝，諾爾(er)斯說,在蜘蛛(zhu)中，絲蛋白⭐溶(róng)解在水溶液(yè)♍中，然後通過(guò)需要很少能(neng)量的紡絲過(guo)程組裝成非(fei)常堅固的纖(xiān)維。 其他研究(jiu)人員一直在(zài)直接使用絲(si)綢材☔料作為(wéi)塑⛱️料替代品(pin)，但它們仍然(ran)是一種動🔞物(wù)産品，羅德裡(li)格斯加西亞(yà)說,在某種程(cheng)度上，我們想(xiǎng)出了‘純素♍蜘(zhi)蛛絲’——我們創(chuang)㊙️造了沒有🔞蜘(zhi)蛛的相同材(cai)料。 任何塑料(liao)的替代品💔都(dou)需要♌另一種(zhǒng)聚合物——自然(ran)界中大量存(cún)在的兩種聚(jù)合物是多🔞糖(tang)和多肽。纖維(wéi)素和納米纖(xiān)維素💋是多糖(táng)，已被用于一(yi)系列應用，但(dan)通🛀常需要某(mou)種形式的交(jiao)聯來形成✌️堅(jian)固的材料。蛋(dan)白質自組裝(zhuāng)，可📱以在化👉學(xue)修飾的情況(kuang)下形成像絲(sī)綢這樣的堅(jian)固材料，但它(tā)🔴們更難處理(li)。 研究人員使(shi)用大豆分離(lí)蛋白 (SPI) 作為他(ta)們👈的測試🔞植(zhí)物蛋白，因為(wei)它很容易作(zuo)為大豆油生(shēng)産的副🈲産💁品(pǐn)獲得。SPI 等植物(wù)蛋白難溶于(yu)水♉，因此很難(nan)控制它🥰們💘自(zì)組裝成有序(xu)結構✔️。 新技術(shù)使用醋酸和(he)水的環保混(hun)合物，結合超(chao)聲波處理和(he)高溫，以提高(gāo) SPI 的溶解度。這(zhè)種方法産生(sheng)了由氫鍵形(xíng)成引導的具(ju)有增強的分(fèn)子間相互作(zuò)用的蛋白質(zhì)結構。在步中(zhōng)，溶劑被去⚽除(chú)，從而☀️形成水(shuǐ)不溶性薄膜(mo)。 該材料具有(you)與低密度🈲聚(ju)乙🌏烯等高性(xing)能工程塑料(liào)相當的性能(neng)。它的優勢在(zài)于多肽鍊的(de)規則排列，這(zhè)意味着不需(xū)要化學交聯(lian)，化學交聯經(jing)常用于提高(gao)生物聚合物(wu)薄膜的性能(néng)和抵🏒抗力。常(chang)用的交聯劑(jì)是不可持續(xu)的，甚至可能(neng)有毒，而劍橋(qiao)開發的技術(shu)不需要有毒(dú)元素。 這是我(wǒ)們十多年來(lai)一直緻力于(yu)研究的成果(guǒ)，即了解自然(rán)界如何從蛋(dan)白質中生成(chéng)材料，Knowles 說🌏,我們(men)并沒有着手(shǒu)解決可持續(xù)性挑戰——我們(men)的動機是好(hao)奇如何從🐕弱(ruo)相互作用中(zhong)創造出強大(dà)的材料。 這裡(li)的關✉️鍵突⭐破(pò)是能夠控制(zhì)自組裝，因此(cǐ)我們現在可(kě)以創造高性(xing)能材料，羅德(de)裡格斯加西(xi)亞說,成✌️為這(zhè)一旅程的一(yī)部👉分令人興(xìng)奮。世界上有(you)一個巨大🏃🏻的(de)塑料污染問(wen)題，我們很幸(xìng)運能夠為此(ci)做點什麼。

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