拒绝与水“贴贴”——改性丝素蛋白造出不粘表面

2022-09-27 08:47:20     来源:科技日报

   科技日报实习记者 张佳欣

据最新一 期《ChemBioChem》杂志,以色列塔夫茨大学的研究人员开发出一种以丝绸为基础的材料,这种材料防水,几乎不会粘在任何含有水的东西上。事实上, 这种改性的丝绸可以模塑成类似塑料的形式,也可以作为薄膜涂在表面上,其不粘特性超过了通常烹饪用具的不粘表面,或可广泛应用于消费品和医药领域。


源自蚕蛾的丝素蛋白用于制造不粘表面,其性能超过市售不粘表面。
图源:ZIVYA/美国科学促进会

塔夫茨大学化学教授克里希纳·库马尔说:“蚕丝是一种独特的材料,因为它不仅可以呈现出各种各样的状态,而且还可以对丝素蛋白进行化学修饰,从而改变其性质。”他们对丝素蛋白所做的改性是使其防水。

将蚕丝变成一种防水材料需要在丝素蛋白的表面覆盖含有碳和氟的短化学链,称为全氟化碳。这些链非常稳定,不与其它化学物质反应,也不与蚕丝内蛋白质和其他生物化学物质相互作用。

虽然丝素蛋白的天然表面就像磁铁一样吸附水,丝上带正负电荷的分支会吸引水,但覆盖着全氟化碳的丝蛋白几乎不会与水吸附在一起。全氟化碳甚至可以抵抗其他力量造成的吸引力,这些力量通常会将分子聚集在一起。改变丝蛋白上的全氟碳链的数量和长度,可以调整它的粘性。

塔夫茨大学的研究人员通过观察水如何在材料表面堆积来测量不粘特性,整个过程就像水从上了蜡的汽车上滚落一样。

不仅是水会从不粘丝绸上滚落下来,任何以水为主要成分的物质,包括各种食物、血液、细胞和组织等都是如此。尽管没有在这项研究中进行测试,但众所周知,全氟材料也可以排斥油。

高度不粘表面的优势远远超出了医疗应用的范畴。有人担心目前市售的不粘涂层中有些化学物质可能会被人体吸收,而丝质不粘表面可能提供了相对安全的选择。

不粘表面还有多种应用,例如用于汽车挡风玻璃,让雨水不用雨刷就能流下来;用于金属上的不粘涂层,可防止遇水生锈;或者用于布料上的涂层,使它们更容易清洁。


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