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科技

蠶絲微膠囊

科學人

發布於 2022年12月09日01:00 • 肯普(Ysabelle Kempe)

天然蠶絲製作微膠囊,可望減少使用塑膠微粒。

▲ (圖片來源:LoggaWiggler, Pixabay )
▲ (圖片來源:LoggaWiggler, Pixabay )

人類發現並採集蠶絲已有數千年,迄今仍能夠從這種優異材料中找到新用途。近期研究人員發現,蠶絲有助於處理日益嚴重的環境和健康問題:塑膠微粒。這些微小的塑膠碎片從山頂到海底無所不在,甚至存在於人類的血液中。

大部份的環境塑膠微粒是由較大塊的塑膠降解而來。但根據歐洲化學總署的報告,有較少部份但仍不可輕忽的污染性塑膠微粒,是刻意添加到產品中的,例如在化妝品與農業噴劑中,為了保護活性成份緩慢釋出的微膠囊。

根據發表於今年7月Small期刊的論文,美國麻省理工學院(MIT)和巴斯夫(BASF)化學公司的研究團隊發展出一種以蠶絲為基礎、可生物降解的微膠囊替代方案。在使用塑膠微粒的相關法規變得越來越嚴格之際,一些企業亟需這類研究。蘇黎士瑞士聯邦理工學院的環境分析化學家米特拉諾(Denise Mitrano)未參與這項研究,她評論,除了整體上減少塑膠廢棄物的不當處理,找出塑膠微粒的替代材料「是唯一能夠真正控制塑膠微粒污染的方法。」

MIT的工程師及該論文共同作者馬雷利(Benedetto Marelli)說,蠶絲無毒且經得起加工,可從紡織業廢棄的低品質布料纖維中取得。研究人員也曾提出其他可以替代添加塑膠微粒的天然化合物,但馬雷利說那些材料「無法像蠶絲能滿足各種需求。」

研究團隊改裝現有的生產設備,用絲素蛋白(fibroin protein)製作微膠囊,填充濃縮固體形式的殺草劑與一般的護膚成份維生素C。同樣任職於MIT的論文共同作者劉慕春(Muchun Liu,音譯)把蠶絲微膠囊浸入甲醇,使絲的長蛋白鏈摺疊並黏在一起,「微調」微膠囊的溶解速度,以不同速率釋出活性成份。馬雷利說,要有市場競爭力,蠶絲微膠囊「就算無法表現得比非生物降解材料好,也必須具有相當水準。」……

【欲閱讀全文或更豐富內容,請參閱〈科學人〉2022年第250期12月號】

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