蚕丝不仅能做被子，还能做胶囊

2022-11-29 13:11

图片来源：pixabay

撰文 | 伊莎贝尔·肯普（Ysabelle Kempe）

翻译 | 董子晨曦

自人类发现蚕丝并开始通过养殖蚕茧来获取蚕丝已经过去了数千年，科学家仍然在不断发现这种非凡材料的新用途。如今，有研究者表示，蚕丝可能有助于解决一种日益严重的环境和健康问题：微塑料。微塑料是指极小的塑料碎片，且已经无处不在：从高山之巅到海底，甚至是人类血液。

多种环境微塑料是由更大分子量的材料分解而来的。但根据欧洲化学品管理局（European Chemicals Agency）的数据，大约有10%~15%的污染颗粒是被特意添加到产品中的。例如，微胶囊就会被专门用在化妆品和农业喷雾器之类的产品中，发挥保护和缓慢释放活性成分的作用。

在一项发表于《微观》（Small）杂志的研究中，来自美国麻省理工学院（MIT）和巴斯夫（BASF，一家德国化学公司）在美国的子公司（BASF Corporation）的研究人员研发了一种基于蚕丝的生物可降解材料，用以替代那些微胶囊。由于对有意添加微塑料的规定日益收紧，各公司亟需这样的研究。

苏黎世联邦理工学院的环境分析化学家丹尼丝·米特拉诺（Denise Mitrano，未参与这项研究）表示，为了真正控制微塑料污染，除了在整体上减少管理不善的塑料废物之外，“我们唯一可以做的事情”就是寻找材料替代有意添加的微塑料。

MIT的工程师贝内代托·马雷利（Benedetto Marelli，这项研究的共同作者）指出，蚕丝无毒、耐加工，并且可以从低质量的废旧纺织纤维中获得。有科学家建议用其他天然化合物替代有意添加的微塑料，但是，“那些物质并不像蚕丝一样，同时拥有如此多样的优势。”马雷利说道。

研究人员通过改造现有的制造设备，用蚕丝的丝蛋白（fibroin）制造出了微胶囊，并且在这种微胶囊中包覆了一种除草剂的固体浓缩物，以及常见的护肤成分维生素C。MIT的刘慕春（这项研究的共同作者）将这些微胶囊浸泡在乙醇溶液中，通过调整浸泡时间，来调控蚕丝蛋白长链的折叠和黏合方式，以此控制微胶囊按所需的速率溶解和释放活性成分。

为了具备商业竞争力，基于蚕丝的微胶囊就必须“与非生物降解的微胶囊表现相当，或者更好”，马雷利说道。比如，喷雾杀虫剂应当在除草时缓慢释放，以便不伤害农作物。他们在玉米田进行了为期6天的实验，结果显示，基于蚕丝的微胶囊喷雾对农田的损害程度要小于现有的商业产品。

皮埃尔-埃里克·米勒德（Pierre-Eric Millard，这项研究的共同作者）是巴斯夫公司的一位科学家，主要从事微胶囊方面的研究。米勒德表示，尽管并不是在所有情况下蚕丝的微胶囊都能替代非生物降解的产品，但相比于他们研究过的其他替代物，它看起来更具前景。他说，如果巴斯夫继续推进这项研究，基于蚕丝的微胶囊所制成的产品可能会在几年内上市。

接下来，研究人员将尝试包覆其他类型的活性成分。对于那些必须保持液态或气态的物质，研究人员可能还需要采用不同的方法制造微胶囊。

封面图片来源：pixabay

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