Растительный «паучий шелк» сможет заменить одноразовый пластик
Химики смогли превратить плохо растворимый изолят соевого белка в настоящий биополимер. Похожий на шелк материал может разлагаться в окружающей среде без вреда для нее
Любая замена пластика требует использования новых полимеров. В природе есть примеры таких материалов — это полисахариды и полипептиды. Целлюлоза и наноцеллюлоза являются полисахаридами и используются для широкого спектра применений, но часто для образования прочных материалов требуется дополнительно сшить звенья полимерных молекул. Белки самособираются и могут образовывать прочные материалы, такие как шелк, без каких-либо химических модификаций, но с ними гораздо труднее работать.
Исследователи из Кембриджа использовали изолят соевого белка (SPI) в качестве тестового белка, так как он широко доступен и образуется в качестве побочного продукта производства соевого масла. Растительные белки, такие как SPI, плохо растворимы в воде, что затрудняет контроль их синтеза в упорядоченные полимеры.
В новой методике авторы использовали экологически чистую смесь уксусной кислоты и воды для улучшения растворимости SPI. Кроме того, ученые нагревали смесь и обрабатывали ее ультразвуком, чтобы раздробить мелкие клубки вещества и перевести его в раствор. В результате учены смогли создать белковые структуры с хорошими межмолекулярными взаимодействиями, управляемыми водородными связями. На втором этапе растворитель удаляли, в результате чего образовалась нерастворимая в воде пленка.
Полученный материал может без вреда для природы деградировать в окружающей среде, в то время как для разложения других биопластиков требуются специальные среды, которые реализуются только на промышленных предприятиях. Новый продукт будет коммерциализирован Xampla, дочерней компанией Кембриджского университета, разрабатывающей замену одноразовому пластику. Позже в этом году компания представит ряд одноразовых саше и капсул, которые могут заменить пластик, используемый в бытовых продуктах, таких как таблетки для посудомоечной машины и капсулы стирального порошка.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.