Материал был создан с использованием нового подхода к сборке растительных белков в материалы, имитирующие шелк на молекулярном уровне. Новый метод, в котором используются экологически чистые ингредиенты, дает в результате пленку, напоминающую пластик, которую можно производить в промышленных масштабах. К полимеру можно добавить не выгорающий «структурный» цвет, а также его можно использовать для создания водостойких покрытий. Конечный результат подобен шелку паутины, но имеет растительное происхождение.
Важными преимуществами нового материала является то, что его можно производить в больших количествах, и он не требует химических модификаций своих естественных строительных блоков и может безопасно разлагаться в большинстве природных сред. Этот материал можно просто компостировать в домашних условиях, в то время как для разложения других типов биопластиков требуется специальное оборудование.
В рамках исследования белков ученые выяснили, почему такие материалы, как шелк паутины, настолько прочны, когда у них такие слабые молекулярные связи.
Обнадеживающими факторами является склонность белков к молекулярной самоорганизации и самосборке, а растительные белки, в частности, широко распространены и могут быть просто получены в качестве побочных продуктов пищевой промышленности.
Исследователи успешно воспроизвели структуры, обнаруженные в паучьем шелке, используя изолят соевого белка (SPI) в качестве тестируемого растительного белка, так как его легко получить в качестве побочного продукта при производстве соевого масла.
Поскольку все белки состоят из полипептидных цепей, в определенных условиях есть возможность заставить растительные белки самоорганизовываться.
В новом методе используется экологически чистая смесь уксусной кислоты и воды в сочетании с обработкой ультразвуком и высокими температурами для улучшения растворимости SPI. Этот метод создает белковые структуры с усиленными межмолекулярными взаимодействиями, управляемыми образованием водородных связей. На втором этапе растворитель удаляется, в результате чего образуется нерастворимая в воде пленка.