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烤魷魚是人們外出旅游或家宴餐桌上的一道美味佳肴。很多人在吃魷魚之前,總會下意識地看看魷魚觸須末端吸盤上的鋸齒是否被清理干凈了,雖說不一定會危害身體,但要吃動物的牙齒,心里還是有些膈應的。不過現在,總被人清理干凈的魷魚牙齒迎來了它們的春天。
近日,美國賓夕法尼亞大學光纖技術研究中心的麥力克·狄米瑞導師在《化學前沿》上發表了一篇研究報告。報告中介紹,魷魚捕食臂的環狀牙齒中含有魷魚齒環蛋白質,這種蛋白質對減少塑料污染具有重要作用。
我們知道,半個世紀以來,人類給地球上留下了高達70億噸的塑料垃圾,并且這個數值還在以每年3.35億噸的速度增長。這些“白色污染”已經成為環境治理的一大頑疾。雖然科學家們絞盡腦汁,卻依然拿不出治本的有效措施,而這種魷魚齒環蛋白質將有望擔此重任。因為這種蛋白質有獨特的分子排列,具有自愈、導熱和導電性能。更重要的是,它有生物相容性,可通過提取和生物分解,制造出纖維、涂料或薄膜,其功效和塑料相差無幾,完全可以作為環保的塑料替代品。
魷魚齒環蛋白質的作用還遠不止這一項。由于該蛋白質的組成部分像油和水一樣相互作用,并在納米尺度上分離,從而產生了緊緊纏在一起的螺旋線、扁平的片材和無序的纏結。同時,這些形狀反過來又賦予該材料宏觀層面上的屬性。也就是說,這種蛋白質可以用來包裹普通紡織品的表面,形成具有特別作用的耐磨涂層。
首先,魷魚齒環蛋白質的涂層能有效減少微塑料的主要來源——洗衣機廢水。微塑料是指直徑小于5毫米的塑料顆粒,雖然肉眼看不見,但危害極大,被稱為海洋中的“PM2.5”。悉尼大學的一項研究發現,平均每件衣服能產生1900個微塑料顆粒,這些纖維難以分離過濾,超過一半會隨著污水處理系統排放到河流和海洋中。如果在紡織物上使用魷魚齒環蛋白質,衣物被分離出來的微塑料顆粒就要少很多。其次,魷魚齒環蛋白質的涂層大大提高了紡織物的耐磨性,并且具有自我“治愈”的功能。如果受到損傷,只要有一點點熱量和壓力,魷魚齒環蛋白質就可以自我修復,讓衣物光鮮亮麗,完好如初。
除此之外,利用魷魚齒環蛋白質的生物可溶性和降解性,人們還可以制作可穿戴設備。比如植入式的健康檢測器,可以直接在衣物中顯示我們的健康狀況和周圍環境的信息,或應用于能源和生物醫藥、安全和國防等多個領域,是天然無污染的“智能材料”。
你可能會問:“一只魷魚能提取多少魷魚齒環蛋白質?它能滿足我們人類生產生活的需要嗎?”的確,一只成年魷魚可提取的魷魚齒環蛋白質僅有100毫克左右。不過別擔心,研究人員已經找到不需要捕捉魷魚又能高產的方法,那就是通過轉基因技術在大腸桿菌中培養這種蛋白質。整個過程只需要一些糖分、水和氧氣,然后靜靜等待發酵就好了。目前,這一項技術還處于研究如何批量生產的階段,如果這一技術能夠得到突破,那么,我們就可以從源頭上阻止白色垃圾的產生,并穿上“智能服飾”。