在全球寻求环保替代材料的背景下，义大利米兰理工大学化学、材料和化学工程系“Giulio Natta”，携手芬兰阿尔托大学、芬兰VTT 技术研究中心和CNR SCITEC 研究所，成功开发了一种兼具高强度与防水性能的可持续疏水纸。这项突破性的研究成果不仅为传统石油基材料提供了可生物降解的替代品，还展示了在包装和生物医学设备中的潜在应用。
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创新方法：纤维素奈米纤维与胜肽结合
纤维素奈米纤维（Cellulose Nanofibers, CNF）是一种来自纤维素的天然纤维，源于可再生且可生物降解的资源，因其强度和多功能性而备受瞩目。这项研究以 CNF 作为基础材料，并创新性地加入短链蛋白质（即胜肽序列），而无需化学改性。
米兰理工大学 SupraBioNanoLab 的研究人员透过这种超分子方法，实现了材料性能的显著提升。研究显示，即使添加极少量的胜肽（低于 0.1%），也能大幅增强材料的机械强度和耐腐蚀性能。研究团队成员 Elisa Marelli 表示，这些胜肽序列能与奈米纤维结合，提升材料的结构性能，使它们具有更强的耐腐蚀性能，实现环保材料的突破。
氟原子引入与性能提升
为进一步增强材料的疏水性，研究人员在胜肽序列中引入了氟原子。这一改进形成了一层结构化的疏水膜，使材料具备更优异的防水性能，同时保持其生物相容性与永续可持续特性。
另一位研究团队成员 Pierangelo Metrangolo 强调，这项进展为开发与石油基材料性能相媲美的生物材料开辟了新机会，实现高效能与低环境影响的双重目标。
永续包装与生物医学应用
这种新型生物材料不仅在性能上媲美石油衍生材料，还具有显著的环境效益。其卓越的防水性能使其成为永续包装的理想选择，尤其适合需要防潮的食品包装。而其生物相容性则为生物医学设备的设计提供了广阔的应用前景，例如植入物和药物输送系统。
对未来的影响
这项名为“奈米纤维素与短肽的自组装可提高机械强度和阻隔性能”的研究，已登上《材料化学杂志B》，充分展示了其在材料科学与可持续发展领域的前瞻性。随着市场对环保替代品需求的增加，这类可持续疏水纸有望在多个领域得到广泛应用，成为未来绿色材料技术的里程碑。
参考文献:
- “Nanocellulose-short peptide self-assembly for improved mechanical strength and barrier performance” by Alessandro Marchetti, Elisa Marelli, Greta Bergamaschi, Panu Lahtinen, Arja Paananen, Markus Linder, Claudia Pigliacelli and Pierangelo Metrangolo, 19 August 2024, Journal of Materials Chemistry B.
- This Water-Resistant Paper Could Revolutionize Packaging and Replace Plastic
- 奈米纤维与胜肽结合，提升疏水纸的防水能力
（首图来源：AI 生成）
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