美国塔夫斯大学的研究人员发现，丝绸也能成为可靠的皮革替代品。他们将蚕茧中的纤维分解成蛋白质成分，然后重组成了类皮革材料。
皮革业是一个需求不断增长的庞大行业，每年需要超过38亿张牛皮维持正常运转。尽管皮革制品非常优雅、耐用，但它会对环境造成诸多不利影响，如：森林过度砍伐、水土过度使用、环境污染和温室气体排放。此前，工程师们已经开发出了部分皮革替代品，这类材料主要由石油（聚氨酯）、树皮、菠萝壳、细菌产生的纤维素和胶原蛋白制成。phys.org网站当地时间5月5日报道，美国塔夫斯大学的研究人员发现：丝绸也是可靠的皮革替代品之一。他们将蚕茧中的纤维分解成蛋白质成分，随后加入增塑剂和染料，将其成功重组为类皮革材料。相关研究成果刊登在《材料与设计》杂志中。
这种由塔夫斯大学教授FiorenzoOmenetto开发的丝制皮革制造工艺具备许多独特的优势：溶解和制造过程只涉及水基溶剂、温和化学品以及室温条件，并且产生的废料大多数是无毒的。通过使用计算机化的3D分层制造技术，研究人员能够在绢制皮革表面打印出规则的微观图案，以调整材料的强度和柔韧性。而通过打印宏观图案和不规则的几何图案，研究人员能够模仿真皮的表面纹理。绢制皮革产品在达到使用寿命后，可以被重新溶解成凝胶状原料，用于制造新的产品。
丝制皮革的物理性质与真正的皮革相似，它不仅可以印上不同的图案和纹理，还能承受折叠、拉伸、金属附件整合等皮革加工工艺。“我们希望更多地依靠天然材料，减少有毒化学物质的使用，同时保持材料性能。”Omenetto说，“通过使用丝绸、从纺织品和农业废物中提取的纤维素、从贝类废弃物中提取的壳聚糖以及其它相对温和的化学物质，我们正在朝着这个目标迈进。”
Omenetto教授团队已经用丝制皮革材料开发了一系列产品，如可植入医疗设备和变色响应建筑材料。研究人员表示，若在丝制皮革中加入环境感应分子，他们还能开发出更多衍生产品。“丝蛋白的优势在于，它拥有成熟的、多用途的化学成分，工程师们可以用它来调整材料质量，并嵌入传感分子等智能元素。”论文作者LaiaMogas-Soldevila说，“因此，虽然还有很多类皮革材料可供选择，但我们认为丝制皮革才是最有潜力的创新设计材料。”
编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵
期刊来源：《材料与设计》
期刊编号：0261-3069
原文链接：https://phys.org/news/2021-05-leather-like-material-silk-proteins.html
