蚕丝为潜在的微塑料替代品提供可能

农药和化妆品中“有意添加的微塑料”可以用蚕丝制成

Silkworms and cocoons.

蚕和蚕茧。

Salaithip Chaimongkol/EyeEm/Getty Images

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自人类发现丝绸并开始从蚕茧中获取丝绸以来,已经过去了数千年,但科学家们仍在为这种非凡的材料寻找新的用途。现在研究人员表示,它可以帮助解决日益增长的环境和健康问题:微塑料,这种微小的塑料碎片已在从山顶海底,甚至在人类血液中都发现了它的踪迹。

大多数环境微塑料是在较大的物品降解时形成的。但欧洲化学品管理局的一份报告称,一小部分但值得注意的污染颗粒是故意添加到产品中的。这些包括微胶囊,可以在化妆品和农业喷雾剂等产品中保护和逐步释放活性成分。

Small杂志上发表的一项研究中,麻省理工学院的研究人员和化工公司巴斯夫开发了一种基于丝绸的、可生物降解的胶囊替代品。对于面临日益收紧的有意使用微塑料法规的公司来说,这种类型的研究迫在眉睫。


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苏黎世联邦理工学院环境分析化学家Denise Mitrano说,找到有意添加的微塑料的替代材料是“我们真正能够控制”微塑料污染的唯一途径,除了减少管理不善的塑料垃圾总量之外,她没有参与这项研究。

麻省理工学院工程师兼研究合著者Benedetto Marelli说,丝绸是无毒的,可以承受加工,并且可以从纺织工业丢弃的低质量纤维中获取。研究人员已经提出了其他天然化合物来替代有意添加的微塑料,但Marelli说,使用这些化合物“您无法同时勾选所有方框,就像我们使用丝绸能够做到的一样”。

研究人员改造了现有的制造设备,以使用丝素蛋白(蚕丝蛋白)制造微胶囊,其中包含浓缩的固体形式的除草剂和常见的护肤成分维生素C。麻省理工学院的研究合著者Muchun Liu还将微胶囊浸泡在乙醇中不同的时间,以控制丝绸的长蛋白链如何折叠和粘在一起——“调整”微胶囊以各种所需速率溶解和释放活性成分。

Marelli说,为了在商业上竞争,丝绸基微胶囊必须“达到与非生物降解同类产品相同的水平,如果不是更好的话”。例如,一些喷洒的除草剂会缓慢释放,以杀死杂草而不会损害粮食作物。在玉米植物上测试六天后,丝绸基微胶囊喷雾剂对植物的损害小于现有的商业产品。

巴斯夫公司的微囊化科学家兼研究合著者Pierre-Eric Millard说,用丝绸替代非生物降解微胶囊可能并非在所有情况下都有效,但与巴斯夫公司研究过的替代品相比,它看起来已经很有希望了。他补充说,如果巴斯夫公司实施,使用丝绸基微胶囊的产品可能在几年内上市。

研究人员下一步将尝试封装可能需要不同制造方法的活性成分,例如必须保持液态或气态的活性成分。

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