一种创新的超润滑剂,使用土豆蛋白并不含油,可能会在可持续工程和医学领域带来进展,这一点在新的研究中得到了强调。根据利兹大学的研究,一种基于土豆蛋白的革命性无油超润滑剂有潜力推动可持续工程和生物医学的进展。
研究团队声称,这种革命性的水基物质可以通过模拟自然生物过程(类似于滑液如何使人类关节的平滑运动)来实现超润滑性或几乎无摩擦的状态。
直到现在,创造一种环保和有效的水基润滑剂一直是研究人员面临的挑战。大多数现有的水性润滑剂主要由合成材料制成。
这个跨学科小组,包括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院、伦敦国王学院和法国国立农业研究院(INRAE)的成员,利用了如土豆蛋白等替代蛋白。这些蛋白可以作为副产品自然获取,具有较低的碳足迹。他们的研究成果今天发表在期刊《材料通讯》上。
首席作者、利兹大学食品科学与营养学院的胶体与表面教授安韦莎·萨尔卡(Anwesha Sarkar)表示:“这代表了在生物医学应用材料工程方面的突破性方法,并标志着实现高度可持续植物基水性润滑剂的重要一步。”
“我们成功地形成了一种将植物蛋白基原纤维与生物聚合物水凝胶集成在一起的独特结构的自组装。
通过结合各种实验技术和分子动力学模拟,我们的显著发现展示了如何将植物蛋白组织起来,以通过水合润滑达到超润滑性。”
首位作者、利兹大学食品科学与营养学院的博士后研究员奥利维亚·帕博伊斯(Olivia Pabois)表示:“我们所开发的产品可能代表了工程生物医学材料的下一个时代,适用于人工滑液、眼泪和唾液等应用。
“这也可能对低热量食品产品有好处,允许低脂选项在保持与高脂替代品相似的口感的同时。”
研究人员利用以色列魏茨曼科学研究所的先进设施获取分析表面力的前沿技术,并检查润滑剂的表面结构和纳米摩擦学。
雅各布·克莱因教授表示:“这项激动人心的研究的发布是与萨尔卡教授自2019年开始合作的结果,展示了国际团队合作的力量,整体成果超过了个人贡献。”
伦敦国王学院的克里斯·洛伦茨教授指出:“在萨尔卡教授领导的这项合作努力中,我们结合了在分子动力学模拟方面的优势与其他团队的实验技能,将这种创新植物蛋白基润滑剂的分子特性与其显著的润滑能力相关联。
“因此,通过量化驱动植物蛋白和水凝胶组装的力量以及这种润滑剂如何附着在表面上,我们正在为智能设计自组装天然材料铺平道路,从而提高其润滑性能。”
来自法国国立农业研究院(INRAE)的马尔科·拉马伊奥利博士表达了他参与这项符合INRAE目标的前景广阔的研究的热情,INRAE旨在促进可持续生物基经济,用基于生物质的材料和能源替代来自化石燃料的材料和能源。