世界上最細(xì)的意大利面，比人的頭發(fā)還細(xì)200倍，由UCL領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組創(chuàng)造出來(lái)。
意大利面條并不打算成為一種新的食物，而是因?yàn)闃O細(xì)的納米纖維在醫(yī)學(xué)和工業(yè)中的廣泛用途而產(chǎn)生的。
由淀粉制成的納米纖維——由大多數(shù)綠色植物產(chǎn)生以儲(chǔ)存過(guò)量的葡萄糖——特別有前途，可以用于繃帶以幫助傷口愈合(因?yàn)榧{米纖維墊具有高度的多孔性，允許水和水汽進(jìn)入，但阻止細(xì)菌進(jìn)入),作為骨再生和藥物輸送的支架。然而，它們依賴于從植物細(xì)胞中提取淀粉并純化，這一過(guò)程需要大量的能量和水。
研究人員說(shuō)，一種更環(huán)保的方法是直接從面粉等富含淀粉的成分中制造納米纖維，面粉是面食的基礎(chǔ)。
在《Nanoscale Advances》的一篇新論文中，該團(tuán)隊(duì)描述了使用一種稱為靜電紡絲的技術(shù)制作直徑僅為372納米(十億分之一米)的意大利面條，在這種技術(shù)中，面粉和液體的細(xì)絲通過(guò)電荷被拉進(jìn)針尖。這項(xiàng)工作是由Beatrice Britton完成的，這是她UCL大學(xué)化學(xué)碩士學(xué)位的一部分。
合著者Adam Clancy博士(UCL化學(xué))說(shuō):“要做意大利面條，你需要將水和面粉的混合物通過(guò)金屬孔。在我們的研究中，我們做了同樣的事情，除了我們用電荷把面粉混合物拉過(guò)來(lái)。它實(shí)際上是意大利面條，但要小得多。”
在他們的論文中，研究人員描述了第二薄的已知面食，稱為su filindeu(“上帝的線”)，由撒丁島Nuoro鎮(zhèn)的一名面食制造商手工制作。這種pasta lunga(“長(zhǎng)的意面”)估計(jì)約400微米寬，比新的靜電紡產(chǎn)品厚1000倍，后者為372納米，比某些波長(zhǎng)的光還窄。
這種新型的“納米薄片”形成了一個(gè)大約2厘米寬的納米纖維墊，因此是可見(jiàn)的，但每個(gè)單獨(dú)的鏈都太窄了，無(wú)法通過(guò)任何形式的可見(jiàn)光相機(jī)或顯微鏡清晰地捕捉到，所以他們的寬度是用掃描電子顯微鏡測(cè)量的。
合著者Gareth Williams教授(倫敦大學(xué)學(xué)院藥學(xué)院)說(shuō):“納米纖維，如淀粉制成的納米纖維，顯示出用于傷口敷料的潛力，因?yàn)樗鼈兎浅６嗫住４送?，納米纖維正在被探索用作再生組織的支架，因?yàn)樗鼈兡７录?xì)胞外基質(zhì)——細(xì)胞為支持自身而構(gòu)建的蛋白質(zhì)和其他分子網(wǎng)絡(luò)。”
Clancy博士說(shuō):“淀粉是一種很有前途的材料，因?yàn)樗S富且可再生——它是地球上第二大生物質(zhì)來(lái)源，僅次于纖維素——而且它是可生物降解的，這意味著它可以在體內(nèi)分解。
“但是提純淀粉需要大量的加工過(guò)程。我們已經(jīng)證明了用面粉制造納米纖維的更簡(jiǎn)單的方法是可行的。下一步是研究這種產(chǎn)品的特性。例如，我們想知道它分解的速度有多快，它如何與細(xì)胞相互作用，以及你能否大規(guī)模生產(chǎn)它。”
Williams教授補(bǔ)充道:“遺憾的是，我不認(rèn)為它像意大利面一樣有用，因?yàn)樵谀惆阉鼜腻伬锬贸鰜?lái)之前，它會(huì)在不到一秒鐘的時(shí)間里煮過(guò)頭。”
在靜電紡絲中，包含混合物的針和混合物沉積在其上的金屬板形成電池的兩端。施加電荷使混合物從針中流出，流到金屬板上，從而形成完整的電路。
使用富含淀粉的成分(如白面粉)進(jìn)行靜電紡絲比使用純淀粉更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)殡s質(zhì)——蛋白質(zhì)和纖維素——會(huì)使混合物更加粘稠，無(wú)法形成纖維。
研究人員使用面粉和甲酸而不是水，因?yàn)榧姿釙?huì)破壞構(gòu)成淀粉的巨大螺旋堆。這是因?yàn)檎吃谝黄鸬穆菪龑犹?，無(wú)法成為納米纖維的構(gòu)建模塊。(烹飪對(duì)淀粉的影響與甲酸相同——它打破了螺旋層，使意大利面易于消化。)
當(dāng)面條在空氣中飛向金屬盤(pán)時(shí)，甲酸就會(huì)蒸發(fā)。
研究人員還必須小心地加熱混合物幾個(gè)小時(shí)，然后慢慢冷卻，以確保它是正確的稠度。
主要作者和化學(xué)MSci學(xué)生Beatrice Britton說(shuō):“我真的很喜歡調(diào)整變量的迭代過(guò)程，并觀察這如何改變混合物。這是一次反復(fù)試驗(yàn)——我沒(méi)想到我會(huì)形成纖維，但我做到了。感謝Adam和Gareth的幫助，感謝他們樂(lè)于回答我的問(wèn)題。”
意大利面條并不打算成為一種新的食物，而是因?yàn)闃O細(xì)的納米纖維在醫(yī)學(xué)和工業(yè)中的廣泛用途而產(chǎn)生的。
由淀粉制成的納米纖維——由大多數(shù)綠色植物產(chǎn)生以儲(chǔ)存過(guò)量的葡萄糖——特別有前途，可以用于繃帶以幫助傷口愈合(因?yàn)榧{米纖維墊具有高度的多孔性，允許水和水汽進(jìn)入，但阻止細(xì)菌進(jìn)入),作為骨再生和藥物輸送的支架。然而，它們依賴于從植物細(xì)胞中提取淀粉并純化，這一過(guò)程需要大量的能量和水。
研究人員說(shuō)，一種更環(huán)保的方法是直接從面粉等富含淀粉的成分中制造納米纖維，面粉是面食的基礎(chǔ)。
在《Nanoscale Advances》的一篇新論文中，該團(tuán)隊(duì)描述了使用一種稱為靜電紡絲的技術(shù)制作直徑僅為372納米(十億分之一米)的意大利面條，在這種技術(shù)中，面粉和液體的細(xì)絲通過(guò)電荷被拉進(jìn)針尖。這項(xiàng)工作是由Beatrice Britton完成的，這是她UCL大學(xué)化學(xué)碩士學(xué)位的一部分。
合著者Adam Clancy博士(UCL化學(xué))說(shuō):“要做意大利面條，你需要將水和面粉的混合物通過(guò)金屬孔。在我們的研究中，我們做了同樣的事情，除了我們用電荷把面粉混合物拉過(guò)來(lái)。它實(shí)際上是意大利面條，但要小得多。”
在他們的論文中，研究人員描述了第二薄的已知面食，稱為su filindeu(“上帝的線”)，由撒丁島Nuoro鎮(zhèn)的一名面食制造商手工制作。這種pasta lunga(“長(zhǎng)的意面”)估計(jì)約400微米寬，比新的靜電紡產(chǎn)品厚1000倍，后者為372納米，比某些波長(zhǎng)的光還窄。
這種新型的“納米薄片”形成了一個(gè)大約2厘米寬的納米纖維墊，因此是可見(jiàn)的，但每個(gè)單獨(dú)的鏈都太窄了，無(wú)法通過(guò)任何形式的可見(jiàn)光相機(jī)或顯微鏡清晰地捕捉到，所以他們的寬度是用掃描電子顯微鏡測(cè)量的。
合著者Gareth Williams教授(倫敦大學(xué)學(xué)院藥學(xué)院)說(shuō):“納米纖維，如淀粉制成的納米纖維，顯示出用于傷口敷料的潛力，因?yàn)樗鼈兎浅６嗫住４送?，納米纖維正在被探索用作再生組織的支架，因?yàn)樗鼈兡７录?xì)胞外基質(zhì)——細(xì)胞為支持自身而構(gòu)建的蛋白質(zhì)和其他分子網(wǎng)絡(luò)。”
Clancy博士說(shuō):“淀粉是一種很有前途的材料，因?yàn)樗S富且可再生——它是地球上第二大生物質(zhì)來(lái)源，僅次于纖維素——而且它是可生物降解的，這意味著它可以在體內(nèi)分解。
“但是提純淀粉需要大量的加工過(guò)程。我們已經(jīng)證明了用面粉制造納米纖維的更簡(jiǎn)單的方法是可行的。下一步是研究這種產(chǎn)品的特性。例如，我們想知道它分解的速度有多快，它如何與細(xì)胞相互作用，以及你能否大規(guī)模生產(chǎn)它。”
Williams教授補(bǔ)充道:“遺憾的是，我不認(rèn)為它像意大利面一樣有用，因?yàn)樵谀惆阉鼜腻伬锬贸鰜?lái)之前，它會(huì)在不到一秒鐘的時(shí)間里煮過(guò)頭。”
在靜電紡絲中，包含混合物的針和混合物沉積在其上的金屬板形成電池的兩端。施加電荷使混合物從針中流出，流到金屬板上，從而形成完整的電路。
使用富含淀粉的成分(如白面粉)進(jìn)行靜電紡絲比使用純淀粉更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)殡s質(zhì)——蛋白質(zhì)和纖維素——會(huì)使混合物更加粘稠，無(wú)法形成纖維。
研究人員使用面粉和甲酸而不是水，因?yàn)榧姿釙?huì)破壞構(gòu)成淀粉的巨大螺旋堆。這是因?yàn)檎吃谝黄鸬穆菪龑犹?，無(wú)法成為納米纖維的構(gòu)建模塊。(烹飪對(duì)淀粉的影響與甲酸相同——它打破了螺旋層，使意大利面易于消化。)
當(dāng)面條在空氣中飛向金屬盤(pán)時(shí)，甲酸就會(huì)蒸發(fā)。
研究人員還必須小心地加熱混合物幾個(gè)小時(shí)，然后慢慢冷卻，以確保它是正確的稠度。
主要作者和化學(xué)MSci學(xué)生Beatrice Britton說(shuō):“我真的很喜歡調(diào)整變量的迭代過(guò)程，并觀察這如何改變混合物。這是一次反復(fù)試驗(yàn)——我沒(méi)想到我會(huì)形成纖維，但我做到了。感謝Adam和Gareth的幫助，感謝他們樂(lè)于回答我的問(wèn)題。”
