剑桥大学的研究人员创造了一种聚合物薄膜，可以模仿蜘蛛网的特性，蜘蛛网是自然界最坚固的材料之一。
这种新材料与当今使用的许多常见塑料一样坚固，可以取代许多常见家用产品中的塑料。该材料是采用一种新方法将植物蛋白组装成在分子水平上模仿蜘蛛网的材料而制成的。
一部“绿色”电影
这种节能方法使用可持续成分，可生产出可工业规模生产的类塑料薄膜。该聚合物还可以着色以制造防水涂层。
材料 它可以在家里堆肥，与其他类型的生物塑料不同。最后，剑桥开发的材料不需要对其天然构件进行化学修饰。 “纯素”蜘蛛网可以在所有自然环境中独立、安全地降解。
新产品将由 桑普拉，一家从剑桥大学衍生出来的公司。该公司将于今年晚些时候推出一系列一次性小袋和胶囊。它们可以替代日常用品中使用的塑料，例如洗碗机片和洗衣粉胶囊。 结果在杂志上报道 自然通讯 .
这个蜘蛛网的秘密？ 植物蛋白
多年来，教授 诺尔斯 剑桥大学化学系的 Yusuf Hamied 一直在研究蛋白质的行为。他的大部分研究都集中在蛋白质“行为不当”导致疾病时会发生什么 比如阿尔茨海默病。
“我们通常研究蛋白质的功能性相互作用如何使我们保持健康，以及不规则的相互作用如何与阿尔茨海默病有关，”领导蜘蛛网研究的诺尔斯说。 “令人惊讶的是，我们的研究还可以解决一个重大的可持续发展问题：塑料污染问题。”
作为蛋白质研究的一部分，诺尔斯和他的团队对为什么像蜘蛛网这样的材料具有如此弱的分子键却如此坚固产生了兴趣。诺尔斯说：“我们发现蜘蛛网具有强度的关键在于氢键在空间中规则排列且密度非常高。”
合著者博士。 马克·罗德里格斯·加西亚现任 Xampla 研发主管的他开始研究如何在其他蛋白质中复制这种规则的自组装。蛋白质具有分子自组织和自组装的倾向，植物蛋白尤其丰富，可以作为食品工业的副产品可持续获取。
“人们对植物蛋白的自组装知之甚少，令人兴奋的是，通过填补这一知识空白，我们可以找到替代品 塑料 一次性的，”他说 镰田绫香，该文章第一作者。
蜘蛛网......用大豆
研究人员成功地复制了在蜘蛛网上发现的结构，使用 大豆分离蛋白，豆油生产的副产品。 它是一种成分完全不同的蛋白质。
因为所有的蛋白质都是由链组成的 多肽，在合适的条件下，我们可以让植物蛋白像蜘蛛网一样自组装。 在蜘蛛中，丝蛋白溶解在水溶液中，然后通过需要很少能量的纺丝过程组装成非常坚固的纤维。
诺尔斯, 剑桥大学
其他研究人员直接使用丝绸材料作为塑料的替代品，但它们仍然是动物产品。从某种意义上说，我们已经到达了“纯素蜘蛛网”：相同的材料，但没有虫子，也没有蜘蛛。
技术的浓缩
通常，植物蛋白如大豆分离蛋白 (SPI) 难溶于水。这使得控制它们自组装成有序结构变得困难。新技术使用环保的乙酸和水混合物，结合超声波和高温，提高SPI的溶解度。该方法产生的蛋白质结构具有由氢键形成驱动的增强的分子间相互作用。然后在第二阶段中除去溶剂。
“纯素蜘蛛网”具有与低密度聚乙烯等高性能工程塑料相当的性能。
这是我们十多年来一直致力于研究的成果，即了解大自然如何从蛋白质中生成材料。 我们并没有着手解决可持续性挑战：我们的动机是好奇如何从弱相互作用中创造出强大的材料。
诺尔斯, 剑桥大学
