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英國劍橋大學的研究人員模仿自然界中最堅固的材料之一——蜘蛛絲(si) 的特性，創造了一種基於(yu) 植物的、可持續的、可伸縮的聚合物薄膜。這種新材料與(yu) 當今使用的許多普通塑料一樣堅固，可以取代許多普通家用產(chan) 品中的一次性塑料。同時，該材料無須工業(ye) 堆肥設備就可在大多數自然環境安全降解，也可實現工業(ye) 化大規模生產(chan) 。研究結果10日發表在《自然·通訊》雜誌上。
領導這項研究的劍橋大學優(you) 素福·哈米德化學係的圖瑪斯·諾爾斯教授表示，蜘蛛絲(si) 這樣的材料之所以如此堅固的關(guan) 鍵原因之一是氫鍵在空間中規則地排列，而且密度非常高。
蛋白質具有分子自組織和自組裝的傾(qing) 向，特別是作為(wei) 食品工業(ye) 副產(chan) 品的植物蛋白質含量豐(feng) 富，可持續獲得。該研究的合著者馬克·羅德裏格斯·加西亞(ya) 博士研究如何在其他蛋白質中複製這種規則的自我排列。
研究人員將大豆分離蛋白（SPI）作為(wei) 測試植物蛋白，因為(wei) 作為(wei) 豆油生產(chan) 的副產(chan) 品，SPI很容易獲得。但是，像SPI這樣的植物蛋白在水中的溶解性很差，因此很難控製它們(men) 自組裝成有序的結構。此次，通過使用SPI，他們(men) 成功在沒有蜘蛛的情況下，複製了類似蜘蛛絲(si) 的結構，即所謂的“純素蜘蛛絲(si) ”。
新技術使用環境友好的乙酸和水的混合物，結合超聲波和高溫，提高了SPI的溶解度。這種方法產(chan) 生的蛋白質結構，在氫鍵形成的引導下具有增強的分子間相互作用。在第二步中，溶劑被去除，從(cong) 而形成不溶於(yu) 水的薄膜。
諾爾斯說：“因為(wei) 所有的蛋白質都是由多肽鏈組成的，所以在合適的條件下，我們(men) 可以使植物蛋白質像蜘蛛絲(si) 一樣自我組裝。”蜘蛛體(ti) 內(nei) 的絲(si) 蛋白溶解在水溶液中，然後通過紡絲(si) 過程聚集成非常堅固的纖維，過程隻需要很少的能量。
該材料具有與(yu) 低密度聚乙烯等高性能工程塑料相當的性能。化學交聯經常用於(yu) 提高生物聚合物薄膜的性能和耐受性。最常用的交聯劑是不可持續的，甚至可能有毒，而該新材料的優(you) 勢在於(yu) 多肽鏈的規則排列，這意味著不需要化學交聯，因此此項技術不再用到有毒元素。
總編輯圈點
大自然的鬼斧神工塑造了蜘蛛的神奇屬性。正是漫長的自然選擇，促成了蛛絲(si) 這種2500多根納米線組成、卻極其纖細且兼具強度和韌性的物質。其至今仍是仿生學領域的重要研究目標之一。對蛛絲(si) 的破解和模擬，不但對現代技術的發展大有助益，還能如本文中的研究一樣，對環境保護貢獻一份重要力量。
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