剑桥大学以蜘蛛丝为灵感 做出「黄豆塑胶袋」

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    这张看起来像透明塑胶袋的东西,其实是由大豆分离蛋白所制成的「全素蜘蛛丝」,强度相当足够,却可以被环境所分解。图/剑桥大学(photo:ChinaTimes)
    这张看起来像透明塑胶袋的东西,其实是由大豆分离蛋白所制成的「全素蜘蛛丝」,强度相当足够,却可以被环境所分解。图/剑桥大学(photo:ChinaTimes)

    剑桥大学的研究人员,偶然发现了一种可望解决塑胶污染问题的新材料,他们是以蜘蛛丝的分子结构为灵感,以黄豆为材料,因此这个新材料又称「全素蜘蛛丝」,或干脆叫「全素塑胶」。

    大众机械(popular mechanics)报导,这项研究很偶然,并且原初动机不是为了发明环保新材料,而是一项关于癌症、阿兹海默症的健康研究。听起来实在八竿子打不着,怎么回事呢? 原来剑桥大学化学系的汤马斯·科尔莱斯 (Tuomas Knowles)教授在思考一个问题:为什么有些情况下,蛋白质会变质,从而导致人类疾病和健康问题。

    后来发现,功能良好的蛋白质相互作用,可以使我们保持健康;相反的,不规则的相互作用,就会引发组织病变。在这个过程中,研究团队开始分析蛋白质的各种同分异构物,有些蛋白质丝特别强韧,这就是蜘蛛丝。

    科学家很早就发现蜘蛛丝的强度,事实上,蜘蛛丝的强度是钢的五倍,是凯夫拉的2倍,被认为是地球上最强的天然材料之一。

    这项与蛋白质的相关的研究,促使科尔莱斯和他的团队更基础性的研究蜘蛛丝的分子键,然后该团队开始从其他蛋白质,也就是大豆分离蛋白,来复制模仿蜘蛛丝的分子键形成,还真的得到了不错的效果。

    研究人员表示,大豆分离蛋白与蜘蛛丝都由多肽链所组成,因此可以把大豆分离蛋白,抽成蜘蛛丝那样的致密分子结构,而且更进一步,制成如同聚乙烯塑胶袋那样的透明膜。

    研究人员表示,这种「纯素蜘蛛丝」,它看起来与塑胶非常相似,也有足够的强度,但由于它是天然材料,因此可以被环境所分解,这样一来,它具有各种应用的潜力,包括作为防水涂层、一次性包装材料,却不会有造成微塑胶颗粒那样的环境公害。

    剑桥大学的衍生实验室 Xampla ,将试着建立「纯素蜘蛛丝」的工业化生产过程,或许在不久的未来,可以看到完全不伤害环境的塑胶代替品。