化學家尋求更好的繃帶,製成世界最小的義大利麵

研究人員正在尋求更好的繃帶,他們正在創造極細的澱粉纖維

Photo of spaghetti in a bowl green color background

一碗清淡的麵條(一根世界最小的義大利麵,未在圖中顯示,肉眼不可見)。

Say-Cheese/Getty Images

加入我們的科學愛好者社群!

迄今為止最細的義大利麵——我們稱之為“奈米蒂尼”——平均直徑為 372 奈米,只有兩種成分:麵粉和甲酸。後者是一種腐蝕性試劑,通常由受激怒的螞蟻噴射出來,這就是為什麼研究員亞當·克蘭西在吃之前嗅了嗅他的作品。 

食用用甲酸醃製的東西通常是不可取的。但倫敦大學學院的化學家克蘭西依賴於他對酸的氣味閾值的理解——人類鼻子可以檢測到物質的最低濃度。克蘭西相信,如果義大利麵是無味的,那麼它所含的酸就太少而不會有危險。滿意後,他咀嚼了一團奈米蒂尼。“我知道你不應該進行自我實驗,但我已經做出了世界上最小的義大利麵,”克蘭西說。“我忍不住。” 

克蘭西和他的合著者最近在《奈米尺度進展》上發表了他們的義大利麵食譜,他們並不是想為義大利餐廳烹製美食;他們正在研究澱粉奈米纖維作為下一代繃帶的潛力。克蘭西說,這些纖維墊的孔隙允許水透過,但對於細菌來說太小了。 


關於支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


理想的傷口敷料不僅僅是簡單的屏障。康奈爾大學研究生莫森·阿里沙希指出,它們還應該加速康復,他研究用澱粉衍生物製成的奈米纖維繃帶,並且沒有參與奈米蒂尼專案。“使用澱粉等天然材料開發傷口敷料可以幫助傷口更快癒合,”阿里沙希說。澱粉應該鼓勵損傷周圍的細胞生長,因為纖維類似於人體微觀結構網路,稱為細胞外基質。澱粉還有另一個天然優勢:由每種綠色植物製造,它是地球上最常見的有機化合物之一。 

以前的奈米纖維是用玉米、玉米和小麥的純化澱粉製成的。克蘭西聲稱,這是第一次有人用普通白麵粉這樣做——因此,符合世界最小義大利麵的定義。為了製作它,他的團隊首先將麵粉溶解在酸中,酸會解開面粉的澱粉團塊,使分子可以連線成細線。

SEM image of nanopasta

該團隊使用了掃描電子顯微鏡,用聚焦的電子束掃描墊子,並根據被偏轉或擊落的電子模式建立影像。每根單獨的線都太窄,無法被任何形式的可見光相機或顯微鏡清晰捕獲。

比阿特麗斯·布里頓/亞當·克蘭西

 接下來是一個精細的、長達數小時的加熱和冷卻過程。賓夕法尼亞州立大學食品科學家格雷格·齊格勒說,這個過程是新研究“最有趣”的方面,他研究澱粉奈米纖維作為培養肉的可能支架,並且沒有參與這篇新論文。齊格勒說,儘管超市面粉不純,但所得液體具有“適合紡絲的適當粘度”,他指的是用於製作義大利麵的技術。 

The nanofiber mat held between two fingers. The mat is very thin, resembling rice paper

夾在兩根手指之間的奈米纖維墊。

比阿特麗斯·布里頓/亞當·克蘭西

義大利麵製造商通常切片面團或將其推過小孔以賦予其形狀。但在這種情況下,澱粉分子被靜電紡絲——被電荷拉過空心針尖。液體水平地從針頭中噴出,被幾釐米外的接地板吸引。隨著酸在飛行中迅速乾燥,澱粉鍊形成了固體但不可見的細絲;它們的寬度太小,肉眼無法看到。可以看到的是纖維聚集在板上時形成的灰白色墊子。這些可彎曲的墊子看起來有點像描圖紙,但它不是木漿,而是非常小的義大利麵。至於味道?“我可以確認它需要一些調味料,”克蘭西說。 

本·瓜裡諾《大眾科學》的副技術編輯。他撰寫和編輯關於人工智慧、機器人技術以及我們與工具關係的故事。此前,他曾在《大眾科學》擔任科學編輯,並在《華盛頓郵報》擔任專職作家,在那裡他報道了 COVID 大流行、科學政策和虛假資訊(以及恐龍骨骼和水熊)。他擁有賓夕法尼亞大學的生物工程學位和紐約大學科學、健康與環境報道專案的碩士學位。

更多作者:本·瓜裡諾
© .