許多昆蟲和甲殼類動物(螃蟹、甲蟲等)的甲殼主要由多糖幾丁質組成,這使它們的殼和翅膀強韌。雖然在自然界中甲殼素資源豐富且價格低廉,但是迄今為止在紡織工業中它還沒有作為可再生原料發揮任何作用。德國紡織與纖維研究所(DITF)的研究人員開發出一種新方法,可將幾丁質作為生物聚合物與天然纖維素很好地結合。蟹殼中含有大量的甲殼素,甲殼素是從蟹殼中提取出來的,在制備纖維前,甲殼類動物體內的蛋白質和礦物質先被去除。
這種新型纖維的生產工藝以離子液體的應用為基礎,先采用環保方式制備難溶的幾丁質,再將其與纖維素鍵接。選擇的離子液體溶劑要同時適用于纖維素和甲殼素的加工。這是第一次采用一步法將這些原料加工成纖維(圖1)。

圖1 從天然原材料到纖維示意圖(資料來源:DITF)
離子液體在溫度低于100 ℃時是一種液體鹽,可溶解許多聚合物,包括長鏈多糖幾丁質。在DITF的生產工藝中,生物可降解纖維中幾丁質含量高達50%。與純纖維素纖維相比,新型纖維的保水能力提高20%~60%。DITF認為這種新型纖維素幾丁質混合纖維具有巨大的經濟潛力,如用于醫學上加速傷口愈合的傷口包扎材料。該新型非織造布的高透氣性是其實現這一目標的原因之一。
纖維的生產過程非常環保,無需添加任何添加劑,所用溶劑幾乎可以完全回收。不僅是原材料本身,而且在加工過程中,研究人員也著眼于循環經濟。
幾丁質是僅次于纖維素的第二大生物聚合物。與由農林植物制成的生物塑料相比,原材料競爭的問題暫時不會出現——除非其他行業也對蟹殼感興趣。