把螃蟹壳穿上身,别不信,科学家们做到了!

吾谷网2017-12-08 09:52:56

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《读者文摘》台湾版2008年报道,2003年,美军攻打伊拉克的时候,士兵的急救包里都有一块特殊的急救布,当士兵受外伤的时候,就把这块布在伤口轻轻一敷,血立即止住了。这个神奇的急救包...

《读者文摘》台湾版2008年报道,2003年,美军攻打伊拉克的时候,士兵的急救包里都有一块特殊的急救布,当士兵受外伤的时候,就把这块布在伤口轻轻一敷,血立即止住了。这个神奇的急救包被称为“神奇的小布袋”。

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这是一块什么神奇的布呢?各国科学家和军事家千方百计的打听。直到伊拉克战争结束后,这个秘密才被其它国家军事密探探到,这是一块用高浓度的壳聚糖溶液浸泡过的布——抑血绷带。

壳聚糖是什么?壳聚糖是一种线性高分子多糖碱性化合物,大多来自壳体物,它的成分是一种聚糖,所以叫做壳聚糖。如果把虾蟹壳比作钢筋水泥建造的建筑物,那么壳聚糖就是组成建筑物的钢筋网,蟹壳就是在这个框架之中添上蛋白质、脂肪、钙等物质自然而形成。因为长期生活在水里的螃蟹需要承受一定的水的压力和防水浸泡,这种生活环境决定了蟹壳的结构。

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专业的说,壳聚糖由甲壳素经脱乙酰化后得到的一种生物高分子物质,甲壳素主要来源于虾壳和蟹壳,是目前自然界中发现的唯一、碱性、带正电荷的天然多糖有机物,一种可再生的自然资源,可以自然降解,对环境不会造成污染,甲壳素经过脱乙酰处理即可得到壳聚糖。

国际上对壳聚糖展开研究的历史长达200年之久,1991年世界甲壳素学会将其称为人体生命第六要素。近年来,壳聚糖在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得重大进展。

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(纯壳聚糖纤维☝)


但将纯壳聚糖抽丝变成纤维,用于产业化纺织和制成功能性产品,却一直是世界空白。从我们常见的废弃虾蟹壳中提取壳聚糖,再将其抽成如蜘蛛丝般的生物基纤维,最终生产出医卫、航天用品甚至我们穿在身上的衣服,听起来是否有些神奇?

以壳聚糖为主要原料,在适当的溶剂中将其溶解,配制成一定浓度的胶体纺丝液,再经喷丝、凝固成形、拉伸等工艺,制备成壳聚糖纤维。壳聚糖纤维与纤维素在结构上的类似性,使其不但具有类似纤维素的用途,而且从氨基多糖的特点出发,具有比纤维素更为广泛的用途。

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(壳聚糖袜子☝)


壳聚糖纤维最大的特点是带有正电荷,细菌表面通常带有负电荷,二者一接触便会产生物理反应,导致细菌死亡。虽然抑菌、抗菌但不会杀菌。人体的皮肤上有很多微生物。常驻菌群、过渡菌群和有害菌群共同构成了人体微生物生态的平衡,如果杀死这些菌群就破坏了微生物的平衡,对于人的皮肤来讲是有害的。所以壳聚糖起到的作用是抑菌和抗菌,抑制有害菌的生长和繁殖。

当它与人体皮肤接触时与皮肤细胞有良好的亲和性、无免疫原性,最主要的还有它独特的生物活性。它能够止血愈合,减少疤痕,同时能够使皮肤的溶菌酵素的活性增加到原来的1.5倍,能够提高人的免疫力。

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(壳聚糖面膜纸☝)


最初研究壳聚糖纤维的时候,研究人员选用高品质深海鳕蟹脚壳为原料,这种蟹壳成本会很高,批量有限,而且全部需要进口,原料成为制约整个产业发展的一大瓶颈,难以达到工业化生产。

拓展壳聚糖纤维的原料资源,必须开发多水域,多种类的虾、蟹壳的高水平提取技术。在我国湖北、湖南等南方地区,淡水虾的产量成百上千万吨。每年产生的虾壳量很是可观,用这些废弃的虾壳作为原料,这样既利用了废弃物,又保护了环境。

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由于不同种类虾、蟹壳分子量存在巨大差异,特别是淡水中生长周期短的虾蟹壳,固有的甲壳素分子量低,有效控制提取纺丝用高品质壳聚糖存在极大技术难度。

研究人员通过数千次潜心试验,研究了多种来源的虾、蟹壳的组成、微观结构、分子量与分布及酸碱作用机理,通过筛选多地域虾、蟹壳,得到组分类似的虾、蟹壳,后通过调整酸碱浓度、温度和脱脂脱钙的次数等柔性可控工艺及特有的脱乙酰技术,提升了鳕蟹壳聚糖品质与效率,又成功实现其它蟹类、小龙虾等多种资源纺丝用壳聚糖的提取,最终拓展了纺丝级壳聚糖原料来源。

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壳聚糖纤维作为目前唯一的纯海洋动物再生纤维,它既不依赖石油资源,又不与粮食、棉花争地,改变了再生生物质纤维全部依靠植物原料的现状,开创了海洋动物壳体废料做再生纤维原料的新途径。


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