意外發現新材料 劍橋大學研「黃豆塑膠袋」

2021-06-17 16:28

這張看起來像透明塑膠袋的東西其實是由大豆分離蛋白所製成的「全素蜘蛛絲」。圖:劍橋大學
這張看起來像透明塑膠袋的東西其實是由大豆分離蛋白所製成的「全素蜘蛛絲」。圖:劍橋大學

劍橋大學的研究人員,在一次癌症研究實驗中,偶然發現了一種可望解決塑膠污染問題的新材料,他們是以蜘蛛絲的分子結構為靈感,使用黃豆為材料,製作出了一種類似塑膠的「純素蜘蛛絲(Vegan Spider Silk)」,正進一步積極研究中。

據外媒報道,在一項關於癌症、阿茲海默症的健康研究中,劍橋大學化學系的科爾萊斯 (Tuomas Knowles)教授在思考為甚麼有些情況下,蛋白質會變質,從而導致人類生病和健康問題時,發現功能良好的蛋白質相互作用,可以使我們保持健康;相反的,不規則的相互作用,就會引發組織病變。在這個過程中,研究團隊開始分析蛋白質的各種同分異構物,有些蛋白質絲特別強韌,這就是蜘蛛絲(Vegan Spider Silk)。

科學家很早就發現蜘蛛絲的強度,事實上,蜘蛛絲的強度是鋼的五倍,是凱夫拉的2倍,被認為是地球上最強的天然材料之一。

這項與蛋白質的相關的研究,促使科爾萊斯和他的團隊更基礎性的研究蜘蛛絲的分子鍵,然後該團隊開始從其他蛋白質,也就是大豆分離蛋白,來複製模仿蜘蛛絲的分子鍵形成。

研究人員表示,大豆分離蛋白與蜘蛛絲都由多肽鏈所組成,因此可以把大豆分離蛋白,抽成蜘蛛絲那樣的緻密分子結構,而且更進一步,製成如同聚乙烯塑膠袋那樣的透明膜。

研究人員表示,這種「純素蜘蛛絲」,看起來與塑膠非常相似,也有足夠的強度,但由於它是天然材料,因此可以被環境所分解,這樣一來,它具有各種應用的潛力,包括作為防水塗層、一次性包裝材料,卻不會有造成微塑膠顆粒那樣的環境公害。

劍橋大學的衍生實驗室 Xampla ,將試著建立「純素蜘蛛絲」的工業化生產過程,或許在不久的未來,可以看到完全不污染環境的塑膠代替品。

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