植物蛋白可以彻底替代油基超级润滑剂

Josiah02 · 发表于 2024-9-4 17:41:19

利兹大学领导的研究发现，由马铃薯蛋白制成的无油超级润滑剂可以为可持续工程和生物医学应用铺平道路。
研究团队表示，这种突破性的水性材料通过模仿生物学中发现的动作（例如连接人体关节软骨的滑液），可以实现超润滑性或接近零摩擦。
到目前为止，研究人员还未开发出一种环保、高效且实用的水性润滑剂。许多（如果不是大多数的话）水性润滑剂使用的材料几乎全部来自合成化学。
这个跨学科团队由来自利兹大学食品科学与营养学院、以色列魏茨曼科学研究所、伦敦国王学院和法国国家农业与环境研究院的研究人员组成，他们使用马铃薯蛋白等替代蛋白质作为环保的构建块，这些构建块可以作为副产品自然获取，碳足迹较低。他们的研究成果今天发表在《通讯材料》杂志上。
该研究的主要作者、利兹食品科学与营养学院胶体与表面学教授安维莎·萨卡 (Anwesha Sarkar) 表示：“这是一种适用于生物医学应用的革命性材料工程范例，也是实现高度可持续的植物基水性润滑材料的重要里程碑。
“我们所做的是创建一种自组装的植物蛋白原丝，该原丝与生物聚合物水凝胶在不规则结构中形成。结合多尺度实验测量和分子动力学模拟，我们前所未有的结果揭示了如何使用植物蛋白制造自组装，通过水合润滑实现超润滑性。”
自组装原丝水凝胶的分子结构。
第一作者、利兹食品科学与营养学院博士后研究员奥利维亚·帕博伊斯 (Olivia Pabois) 表示：“我们创造的物质很可能成为下一代工程生物医学材料，可用于人工滑液、泪液和唾液等用途。它还可以用于低热量食品，这样既可以实现低脂肪食品，又不会损害高脂肪食品的油腻感。”
研究人员使用了以色列魏茨曼科学研究所的设备，在那里他们可以使用最先进的技术来测量表面力，并能够研究润滑剂的表面形貌和纳米摩擦学。
雅各布·克莱因教授补充道：“这项激动人心的作品的发表是我们与萨卡教授自 2019 年开始的接触的顶峰，是国际合作的一个极佳范例，整体成就远远大于各部分的总和。”
伦敦国王学院的 Chris Lorenz 教授评论道：“作为 Sarkar 教授领导的跨学科团队的一部分，我们能够将我们在分子动力学模拟方面的专业知识与其他团队的实验专业知识相结合，将这种令人兴奋的植物蛋白基润滑剂的分子尺度细节与其惊人的润滑性能联系起来。
“因此，通过量化控制植物蛋白质和水凝胶组装的相互作用以及这种润滑剂在表面的吸收，我们有可能打开合理设计天然材料自组装结构以优化其润滑性能的大门。”
法国国家农业与环境研究院的 Marco Ramaioli 博士补充道：“我很高兴能够参与这项前景光明的研究，该研究完全符合法国国家农业与环境研究院的目标，即为可持续的生物经济奠定基础，用生物质基材料和能源取代化石燃料基材料和能源。”

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