自人類發現絲綢並開始從蠶繭中獲取絲綢以來,已經過去了數千年,但科學家們仍在為這種非凡的材料尋找新的用途。現在研究人員表示,它可以幫助解決日益增長的環境和健康問題:微塑膠,這種微小的塑膠碎片已在從山頂到海底,甚至在人類血液中都發現了它的蹤跡。
大多數環境微塑膠是在較大的物品降解時形成的。但歐洲化學品管理局的一份報告稱,一小部分但值得注意的汙染顆粒是故意新增到產品中的。這些包括微膠囊,可以在化妝品和農業噴霧劑等產品中保護和逐步釋放活性成分。
在Small雜誌上發表的一項研究中,麻省理工學院的研究人員和化工公司巴斯夫開發了一種基於絲綢的、可生物降解的膠囊替代品。對於面臨日益收緊的有意使用微塑膠法規的公司來說,這種型別的研究迫在眉睫。
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蘇黎世聯邦理工學院環境分析化學家Denise Mitrano說,找到有意新增的微塑膠的替代材料是“我們真正能夠控制”微塑膠汙染的唯一途徑,除了減少管理不善的塑膠垃圾總量之外,她沒有參與這項研究。
麻省理工學院工程師兼研究合著者Benedetto Marelli說,絲綢是無毒的,可以承受加工,並且可以從紡織工業丟棄的低質量纖維中獲取。研究人員已經提出了其他天然化合物來替代有意新增的微塑膠,但Marelli說,使用這些化合物“您無法同時勾選所有方框,就像我們使用絲綢能夠做到的一樣”。
研究人員改造了現有的製造裝置,以使用絲素蛋白(蠶絲蛋白)製造微膠囊,其中包含濃縮的固體形式的除草劑和常見的護膚成分維生素C。麻省理工學院的研究合著者Muchun Liu還將微膠囊浸泡在乙醇中不同的時間,以控制絲綢的長蛋白鏈如何摺疊和粘在一起——“調整”微膠囊以各種所需速率溶解和釋放活性成分。
Marelli說,為了在商業上競爭,絲綢基微膠囊必須“達到與非生物降解同類產品相同的水平,如果不是更好的話”。例如,一些噴灑的除草劑會緩慢釋放,以殺死雜草而不會損害糧食作物。在玉米植物上測試六天後,絲綢基微膠囊噴霧劑對植物的損害小於現有的商業產品。
巴斯夫公司的微囊化科學家兼研究合著者Pierre-Eric Millard說,用絲綢替代非生物降解微膠囊可能並非在所有情況下都有效,但與巴斯夫公司研究過的替代品相比,它看起來已經很有希望了。他補充說,如果巴斯夫公司實施,使用絲綢基微膠囊的產品可能在幾年內上市。
研究人員下一步將嘗試封裝可能需要不同製造方法的活性成分,例如必須保持液態或氣態的活性成分。
