世界不思議

絲綢變「皮革」,其實很簡單


美國塔夫斯大學的研究人員發現,絲綢也能成為可靠的皮革替代品。他們將蠶繭中的纖維分解成蛋白質成分,然後重組成了類皮革材料。

皮革業是一個需求不斷增長的龐大行業,每年需要超過38億張牛皮維持正常運轉。儘管皮革製品非常優雅、耐用,但它會對環境造成諸多不利影響,如:森林過度砍伐、水土過度使用、環境汙染和溫室氣體排放。此前,工程師們已經開發出了部分皮革替代品,這類材料主要由石油(聚氨酯)、樹皮、菠蘿殼、細菌產生的纖維素和膠原蛋白製成。phys.org網站當地時間5月5日報導,美國塔夫斯大學的研究人員發現:絲綢也是可靠的皮革替代品之一。他們將蠶繭中的纖維分解成蛋白質成分,隨後加入增塑劑和染料,將其成功重組為類皮革材料。相關研究成果刊登在《材料與設計》雜誌中。

這種由塔夫斯大學教授Fiorenzo Omenetto開發的絲製皮革製造工藝具備許多獨特的優勢:溶解和製造過程只涉及水基溶劑、溫和化學品以及室溫條件,並且產生的廢料大多數是無毒的。通過使用計算機化的3D分層製造技術,研究人員能夠在絹制皮革表面列印出規則的微觀圖案,以調整材料的強度和柔韌性。而通過列印宏觀圖案和不規則的幾何圖案,研究人員能夠模仿真皮的表面紋理。絹制皮革產品在達到使用壽命後,可以被重新溶解成凝膠狀原料,用於製造新的產品。

絲製皮革的物理性質與真正的皮革相似,它不僅可以印上不同的圖案和紋理,還能承受摺疊、拉伸、金屬附件整合等皮革加工工藝。「我們希望更多地依靠天然材料,減少有毒化學物質的使用,同時保持材料性能。」Omenetto說,「通過使用絲綢、從紡織品和農業廢物中提取的纖維素、從貝類廢棄物中提取的殼聚糖以及其它相對溫和的化學物質,我們正在朝著這個目標邁進。」

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Omenetto教授團隊已經用絲製皮革材料開發了一系列產品,如可植入醫療設備和變色響應建築材料。研究人員表示,若在絲製皮革中加入環境感應分子,他們還能開發出更多衍生產品。「絲蛋白的優勢在於,它擁有成熟的、多用途的化學成分,工程師們可以用它來調整材料質量,並嵌入傳感分子等智能元素。」論文作者Laia Mogas-Soldevila說,「因此,雖然還有很多類皮革材料可供選擇,但我們認為絲製皮革才是最有潛力的創新設計材料。」

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