Кератин — прочный белок, который содержится в волосах, шерсти и перьях. Он устойчив к обычным методам обработки, поэтому ранее для его переработки применялись агрессивные химикаты и сложные процессы. Гарвардская команда под руководством профессора биоинженерии Кита Паркера решила подойти иначе: изменить не сам белок, а воду вокруг него.
Используя раствор бромида лития (LiBr), исследователи показали, что молекулы воды меняют свойства и кератин начинает "расплетаться" сам.
"Если сделать воду менее похожей на воду, белок сможет развернуться сам по себе", — пояснил аспирант-химик Ичун Ван.
Когда кератин попадает в раствор соли, он превращается в плотный гель. Стоит этому веществу снова оказаться в обычной воде, как оно почти мгновенно твердеет. При этом материал ведёт себя необычно: при надавливании он растягивается, а в покое становится прочнее.
Такая особенность открывает путь к широкому спектру применений:
производство волокон и текстиля;
создание биопластика;
медицинские материалы, например для тканевой инженерии;
использование в 3D-печати и формовке.
Главная особенность метода — замкнутый цикл. Раствор бромида лития можно использовать многократно, что делает процесс экологичным и экономически выгодным. Это снижает нагрузку на окружающую среду и позволяет задуматься о масштабном внедрении технологии в промышленность.
Миф: волосы и перья можно использовать только для удобрений.
Правда: кератин в их составе открывает дорогу к биопластикам и медицинским материалам.
Миф: экологичные материалы всегда дороже.
Правда: повторное использование соли делает процесс экономически выгодным.
Миф: без химикатов переработка невозможна.
Правда: метод Гарварда доказал обратное — всё работает благодаря свойствам воды.
Волосы растут примерно на 1 см в месяц — и становятся постоянным источником кератина.
Перья — самый лёгкий природный источник белка.
Кератин уже используется в косметике и медицине, а теперь может заменить пластик.
Попытки переработки кератина предпринимались десятилетиями. Но только в XXI веке учёные начали искать экологичные методы, чтобы отказаться от токсичных растворителей. Гарвардский прорыв — шаг к новой эпохе биоматериалов.