“变废为宝”的蛋白纤维

近期，中国科学院大学研究团队制备出一款具备良好的抗冰能力和低温机械性能的蛋白纤维。值得一提的是，该蛋白纤维即使-20℃至-40℃，也能保持高刚度和韧性。这种新型蛋白纤维可以用于制造在极寒条件下使用的装备，如南极洲使用的绳索、北极极地服装或航空服等，进一步拓宽了蛋白纤维的应用领域。

这款蛋白纤维良好的耐冻性能，得益于其原材料：来自海嘴鱼的Ⅲ型抗冻蛋白和来自雪蚤的富含甘氨酸的抗冻蛋白。这两种生物都可以在高寒的环境中正常生存。从中提取的抗冻蛋白，如同“防冻剂”，能够结合小冰晶并抑制大冰晶生长，从而保护细胞和血液在冰点下不结冰。制成蛋白纤维后，抗冻蛋白能捕获水分子，为蛋白纤维提供“保护层”。测试中，在-40℃的环境中，该蛋白纤维更加光滑、截面上的皱纹更少，展现出了其良好的耐冻性能。

蛋白纤维是从牛奶、大豆、花生、玉米等自然物中提取出蛋白质，溶于适当的溶剂中制得的纤维。它属于人造纤维的一类，被广泛应用于高档服装、家居服饰、家纺用品、生物医学、复合材料等领域，还能有效解决石油基化学纤维对石油类化学品的过度依赖。

蛋白纤维种类较多，根据提取原材料不同，可分为大豆蛋白纤维、牛奶蛋白纤维、蚕蛹蛋白纤维、羊毛蛋白纤维等。比如蚕蛹蛋白纤维，是通过对提取的蚕蛹蛋白进行化学改性，制成蛋白质纺丝液，并与粘胶纺丝液共混纺丝制成的。又如羊毛蛋白纤维，以皮毛下脚料为原料，制备出蛋白质含量约3%的蛋白液，然后加入粘胶纤维等纤维素材料制成。蚕蛹蛋白纤维、羊毛蛋白纤维等原料均来自生产的下脚料，不仅提高了资源的利用率，对环境保护也有重要意义。可再生资源的综合利用与现代纤维加工技术的融合实现了蛋白纤维生产的“变废为宝”，对资源的可持续利用效果显著。

受石油短缺、环境问题和棉花种植面积不断减少等因素的影响，蛋白纤维因原料可再生、资源丰富、价格低廉及环境友好等优势，显现出巨大的发展前景。它可以有效地将来源可持续性和产量规模化这两个属性完美地结合起来。这使其成为棉纤维和涤纶、腈纶、锦纶等化学纤维强有力的“搭档”。

蛋白纤维一类的生物基化学纤维是各国重要的基本材料和工程材料，被称为“绿色纤维”“生态纤维”“环保纤维”。近年来，蛋白纤维的开发逐渐从单一功能向复合功能转变，各类产品将向着更高档次、更高附加值方向升级。伴随研究的不断深入，蛋白纤维的应用价值将被进一步开发出来，未来应用前景十分广阔。