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新型防水纸可有望用于包装和生物医学设备并彻底取代塑料

文章来源：新能源网更新时间：2025-01-10 15:05:36

一项突破性研究展示了可持续疏水性纸张的创造，纤维素纳米纤维和多肽增强了这种纸张的性能，为石油基材料提供了一种可生物降解的替代品，有望用于包装和生物医学设备。

研究人员旨在利用纤维素纳米纤维的强度和耐水性开发疏水纸，从而创造出一种适合包装和生物医学应用的可持续高性能材料。这种创新方法包括在不对纤维素纳米纤维进行化学改变的情况下整合短蛋白质链（即肽序列）。其结果是一种潜在的石油基材料替代品，具有显著的环境效益。

这项题为"提高机械强度和阻隔性能的纳米纤维素-短肽自组装"的研究最近登上了《材料化学杂志B》的封面。这项研究由米兰理工大学化学、材料和化学工程系"Giulio Natta"与阿尔托大学、芬兰 VTT 技术研究中心和国家科学研究中心 SCITEC 研究所合作进行。

纤维素纳米纤维（CNFs）是一种从纤维素（一种可再生和生物降解的来源）中提取的天然纤维，以其强度和多功能性而闻名。在这项研究中，米兰理工大学朱利奥-纳塔（Giulio Natta）系超级生物纳米实验室的研究人员展示了如何在不对纤维素纳米纤维进行化学改性的情况下，通过添加被称为肽的小蛋白质来大大提高纤维素纳米纤维的性能。

"我们的超分子方法包括添加小序列的肽，这些肽会结合到纳米纤维上，从而改善它们的机械性能和防水性。这项研究的共同作者 Elisa Marelli 解释了研究方法："研究结果表明，即使是极少量的肽（小于 0.1%）也能显著提高所生产的混合材料的机械性能，使其具有更强的抗应力能力"。

最后，研究人员评估了在肽序列中添加氟原子的影响。这样就有可能在材料上形成一层结构化的疏水薄膜，从而在保持其生物相容性和可持续特性的同时，提供更强的防水性。

正如该研究的合著者皮耶安吉洛-梅特朗戈洛（Pierangelo Metrangolo）所指出的那样："这一进展为创造生物材料带来了新的机遇，这些材料在性能上可以与石油衍生材料相媲美，在达到相同质量和效率的同时减少对环境的影响。这些混合材料非常适合可持续包装，因为在这种包装中，防潮性能至关重要，而且由于它们具有生物兼容性，也非常适合用于生物医学设备。"

编译自/scitechdaily

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