據(jù)外媒New Atlas報(bào)道,一項(xiàng)新研究稱,從蝦、蘑菇和其他生物體中提取的甲殼素可能會(huì)導(dǎo)致新的3D打印的多層聚合物涂層,以保護(hù)士兵免受子彈、激光、有毒氣體、微生物和其他危害。甲殼素是甲殼類和昆蟲等節(jié)肢動(dòng)物外骨骼中的主要成分,但也存在于許多其他生物的細(xì)胞壁中,包括線蟲、原生動(dòng)物和真菌等。近年來(lái),它在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和新材料的開發(fā)中的應(yīng)用越來(lái)越多。
現(xiàn)在,美國(guó)休斯敦大學(xué)化學(xué)和生物分子工程教授Alamgir Karim領(lǐng)導(dǎo)的休斯敦大學(xué)研究人員團(tuán)隊(duì)正在研究如何將甲殼素轉(zhuǎn)化為一種生物基、可生物降解的高抗沖擊涂層,用于軍事應(yīng)用。在美國(guó)國(guó)防部60萬(wàn)美元資金的資助下,該研究團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)不僅是生產(chǎn)出更輕、更堅(jiān)韌的機(jī)體裝甲,而且開發(fā)出一種可以抵御彈丸撞擊的印刷涂層,還可以抵御激光、微生物和毒氣。
甲殼素是葡萄糖的衍生物,其長(zhǎng)鏈聚合物結(jié)構(gòu)由乙?;鶊F(tuán)固定在一起。當(dāng)這些基團(tuán)被去除后,甲殼素就變成了殼聚糖,這是一種較少的纖維,比較容易處理,通常作為膳食補(bǔ)充劑出售。雖然最常從甲殼素中收獲,但休斯敦大學(xué)團(tuán)隊(duì)更傾向于開發(fā)蘑菇作為甲殼素的來(lái)源,因?yàn)樗鼈兛梢詫?shí)現(xiàn)更一致和標(biāo)準(zhǔn)化的聚合過(guò)程。
為了將殼聚糖變成一種實(shí)用的涂層,該團(tuán)隊(duì)一直在調(diào)整其原子表面結(jié)構(gòu),幫助其形成功能層。這些層可以通過(guò)3D打印形成不同功能的層,包括堅(jiān)硬的抗沖擊層、像機(jī)動(dòng)車上的褶皺區(qū)一樣的吸能層、利用木炭納米顆粒吸收有毒氣體的層、以及用于粘附的紡織層等。
雖然該研究的目標(biāo)是為軍事人員生產(chǎn)多重保護(hù)涂層,但該團(tuán)隊(duì)表示,該項(xiàng)目應(yīng)該還可以應(yīng)用于汽車、建筑和其他行業(yè)。