科学家受蜘蛛丝启发取代一次性塑料的材料到来

研究人员已经创造了一种基于植物的、可持续的、可伸缩的材料，可以在许多消费品中取代一次性塑料。

来自剑桥大学的研究人员通过模仿自然界中最坚固的材料之一——蜘蛛丝的特性，创造了一种聚合物薄膜。这种新材料和现在使用的许多普通塑料一样坚固，可以在许多普通消费品中取代一次性塑料。

这种基于植物的、可持续的、可伸缩的材料，是用一种新的方法制造的，这种方法将植物蛋白质组装成在分子水平上模仿蚕丝的材料。这种高效节能的方法使用了可持续的成分，产生了一种类似塑料的独立薄膜，可以在工业规模上生产。不褪色的“结构”颜色可以添加到聚合物中，它也可以用来制作防水涂料。

值得一提的是，这种材料是家庭可堆肥的，而其他类型的生物塑料需要工业堆肥设施来降解。此外，剑桥大学开发的这种材料不需要对其天然构件进行化学修饰，因此它可以在大多数自然环境中安全地降解。

这种新产品将由剑桥大学的一家衍生公司Xampla商业化，该公司致力于开发一次性塑料和微塑料的替代品。该公司将在今年晚些时候推出一系列一次性小袋和胶囊，可以取代日常用品中使用的塑料，如洗碗机片和洗衣粉胶囊。研究结果发表在《自然·通讯》(Nature Communications)杂志上。

研究人员使用大豆蛋白分离物(SPI)成功地复制了蜘蛛丝上发现的结构，所有的蛋白质都是由多肽链组成的，在适当的条件下，可以使植物蛋白质像蜘蛛丝一样自我组装。在这个过程中，他们还利用一种环境友好的醋酸和水的混合物，结合超声和高温，以提高SPI的溶解度，攻克了材料制作的一大难点。

这种材料的性能相当于低密度聚乙烯等高性能工程塑料。它的强度在于多肽链的规则排列，这意味着不需要化学交联，这经常被用来提高生物聚合物薄膜的性能和耐水性。最常用的交联剂是不可持续的，甚至可能是有毒的，而剑桥开发的这项技术不需要有毒元素，因此环保又安全。

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