Ben Valsler
有时很难确定究竟应该由谁来为一项科学发现记功——但实际上把功劳归于研究人员的宠物的情况却很少见。下面是Kat Arney的报道……
Kat Arney
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牛奶有很多用途：可以倒入茶或麦片中，可以打成奶昔，可以发酵成酸奶或奶酪，还有更多用途。但您知道牛奶也可以变成塑料吗？这要归功于酪蛋白——牛奶中发现的主要蛋白质（或者更准确地说，是一系列相关的蛋白质）——它使牛奶呈现白色，并以拉丁语中奶酪的单词“caseus”命名。
酪蛋白的非食用用途可以追溯到古埃及人，他们将其用作壁画颜料的固定剂，也用于胶水中。但其在固体塑料中的应用直到19世纪末才真正开始，当时一位有进取心的德国印刷商威廉·克里舍（Wilhelm Krische）开始寻找可擦拭干净的替代品来替代学童使用的石板——当时的纸张对于浪费在孩子们身上来说太贵了。与此同时，巴伐利亚化学家阿道夫·施皮特勒（Adolf Spitteler）正在试验使用甲醛将牛奶变成固体材料，这种材料可以切割或雕刻成各种形状。
然而，这项发现的真正功劳应该归于施皮特勒的猫。故事是这样的，一天晚上，这只猫在实验室里打翻了一瓶甲醛，甲醛滴进了这只倒霉动物的牛奶碗里。早上，施皮特勒发现甲醛已经把牛奶凝结成一种坚硬的、类似角质的材料，这让他开始了一系列的研发。一旦他们的方法完善，克里舍和施皮特勒就成立了第一家大规模生产酪蛋白塑料的公司——Vereinigte Gummiware Fabriken——并在1899年为他们的新型牛奶基材料申请了专利。它很快被整个欧洲渴望尝试新塑料的制造公司采用。
酪蛋白有时被描述为“最美丽的塑料”，纽扣、带扣、编织针、珠宝、钢笔、罐子以及更多物品很快就用固体酪蛋白制成。对于注重时尚的人来说，它可以很容易地染成彩虹般的不同颜色，包括异国情调的玳瑁或角质效果图案。尽管酪蛋白塑料有许多不同的品牌名称——我个人最喜欢的是Lactoid、Aladdinite和Galalith（希腊语意为“奶石”）——但其生产背后的化学原理大致相同。这与任何聚合物基塑料的生产原理相同：将较小的单体亚单位（在本例中为单个酪蛋白分子）连接成更长的聚合物链。
首先，牛奶被脱脂以去除脂肪，然后用酸或一种叫做凝乳酶的酶处理。这导致酪蛋白聚合并沉淀成固体块状物，然后将其分离出来、洗涤和干燥。用碱进一步处理将这些酪蛋白团块变成水溶性酪蛋白酸盐，制成类似面团的糊状物，通过加热和加压可以将其制成棒状或片状。为了防止塑料在与水接触时再次溶解，这些塑料需要在甲醛溶液中“固化”长达一年。这意味着酪蛋白塑料不能像许多其他油基聚合物那样模塑，但棒状和片状塑料可以切割和雕刻成各种形状。
酪蛋白塑料在20世纪20年代和30年代迎来了鼎盛时期，特别是对于纽扣而言，因为与当时的其他材料相比，它们更能承受熨斗的热量。但二战后，随着聚酯树脂等新型、更易于制造的材料的兴起，这种纽扣从市场上消失了，可以这么说。今天，酪蛋白仍然用于胶水和涂料，特别是用于纸张和纸板，并且在颜料和摄影乳剂中也有更多艺术应用。来自德国汉诺威（酪蛋白的精神家园）的时装设计师安克·多马斯克（Anke Domaske）甚至开发了一种用奶粉制作丝滑酪蛋白基织物的技术，称为QMilch。但由于酪蛋白无毒，因此在食品工业中应用最广泛，用于咖啡奶精或作为药物片剂中的填充剂。酪蛋白也用于增稠液体或提供额外的质地，并提高食品的蛋白质含量。如果您认为加工奶酪片感觉有点像塑料，那也是酪蛋白的作用——尽管我个人认为我宁愿以成熟切达奶酪的形式吃酪蛋白。
Ben Valsler
以上是Kat Arney关于20世纪早期最流行的塑料之一的意外发现的报道。布莱恩·克莱格（Brian Clegg）将在下周继续乳制品主题……
Brian Clegg
人类幼崽不产生凝乳酶，而是使用不同的酶来分解牛奶蛋白质，但这并不意味着我们不认为它有用。在反刍动物胃中发生的作用与生产最终变成奶酪的凝乳的过程完全相同。
Ben Valsler
下周与布莱恩会合。在那之前，如果您有任何希望我们报道的化合物，请通过推特@chemistryworld或发送电子邮件至chemistryworld@rsc.org告诉我们。我是本·瓦尔斯勒（Ben Valsler），感谢您的收听。