玉米、牛奶等天然原料将替代化石燃料和金属

纳米技术在我们日常生活中几乎随处可见，尽管几乎不可能看到。纳米结构是在原子水平上经过处理以获得所需材料特性的材料。例如，它们用于电子、诊断和纺织品的表面处理。纳米技术已经成为现代生活中不可或缺的一部分。


鉴于广泛的使用领域，开发生态可持续的生产方法和纳米技术材料变得很重要。今天使用的生产方法通常需要有限的自然资源。


“今天，纳米结构是由许多不同类型的金属和源自化石燃料的材料制成的，”林奈大学化学教授 Ian Nicholls 解释说。


Nicholls 和他的研究同事 Subramanian Suriyanarayanan 开发了由玉米、牛奶和小龙虾壳中的天然原材料制成的纳米结构表面。这项发表在《科学报告》杂志上的研究表明，利用生物材料创造可持续的解决方案是可能的

图 1. (A) Z-LB1, (B) Z-LB3, (C) Z-LB8 和 (D) Z-AAM (120 nm 孔径) 的 SEM 照片。(E) Z-MeOH 薄膜由甲醇制备，如表 1-SI 所示。图片来源：DOI：10.1038/s41598-021-04001-4


林奈大学的新研究成果为未来纳米技术的可持续生产开辟了道路，其中有限的自然资源可以被玉米和牛奶蛋白等替代。


随时可用的材料


研究人员研究了三种可再生且容易获得的原材料的可用性：玉米醇溶蛋白（一种在玉米中发现的天然蛋白质）、酪蛋白（一种牛奶蛋白）和壳聚糖（一种存在于小龙虾壳中的物质）。结果表明，诸如此类的现成生物材料可用作纳米结构的原材料。


关于使用新生物材料的一个挑战是如何随着时间的推移保持材料的特性。为了解决这个问题，研究人员选择将由玉米醇溶蛋白、酪蛋白和壳聚糖制成的纳米结构储存六个月，然后研究它们的材料特性是如何变化的。

最重要的是，玉米蛋白玉米醇溶蛋白表现出稳定的结果：六个月后，纳米结构的质量没有显着差异，这表明了有希望的特性。然而，由酪蛋白和壳聚糖制成的纳米结构的结果并不好，它们并没有表现出同样好的稳定性。


更多研究项目正在进行中


尽管如此，该研究指出了未来在纳米技术中替代化石燃料和金属的可能性。更多的研究项目正在进行中，以继续研究使用可再生和现成原材料的可能性。


“纳米技术产品对社会大有裨益，未来需求很可能会增加。因此，以资源高效和无化石的方式生产这些产品非常重要，我们通过研究，已经证明是可能的，”尼科尔斯总结道。