世界上最細的義大利麵直徑僅 372 奈米,比人類頭髮還要細 200 倍。
倫敦大學學院研究員 Beatrice Britton(Beatrice Britton)和她的同事說:「新型奈米麵食並不是要成為一種新食品,而是因為極細的材料(稱為奈米纖維)在醫學和工業中的廣泛用途而被創造出來。
“由澱粉製成的奈米纖維特別有前途,可以用於繃帶以幫助傷口癒合,作為骨再生和藥物輸送的支架。”
“然而,它們依賴於從植物細胞中提取澱粉並純化,這個過程需要大量的能量和水。”
“一種更環保的方法是直接用麵粉等富含澱粉的成分製造奈米纖維,麵粉是麵食的基礎。”
為了製作直徑僅 372 nm 的意大利麵條,作者使用了一種稱為靜電紡絲的技術,其中麵粉和液體的線被電荷拉過針尖。
倫敦大學學院研究員亞當·克蘭西說:“製作意大利麵時,需要將水和麵粉的混合物推入金屬孔中。”
「在我們的研究中,我們做了同樣的事情,只不過我們用電荷拉動麵粉混合物。它實際上是意大利麵條,但要小得多。
這種新型奈米麵食形成了約2 厘米寬的奈米纖維墊,因此是可見的,但每根單獨的纖維都太窄,無法通過任何形式的可見光相機或顯微鏡清楚地捕獲,因此它們的寬度是用掃描電子顯微鏡測量的。
「奈米纖維,例如由澱粉製成的奈米纖維,由於多孔性很強,因此顯示出在傷口敷料中的應用潛力,」倫敦大學學院的教授加雷斯威廉斯說。
“此外,奈米纖維正在探索用作組織再生的支架,因為它們模仿細胞外基質——細胞為支持自身而構建的蛋白質和其他分子的網絡。”
「澱粉是一種很有前途的材料,因為它豐富且可再生——它是地球上第二大生物質來源,僅次於纖維素——而且它是可生物降解的,這意味著它可以在體內分解,」克蘭西博士說。
「但是純化澱粉需要大量加工。我們已經證明,使用麵粉製造奈米纖維的更簡單方法是可能的。
“下一步將是研究該產品的特性。”
“例如,我們想知道它分解的速度有多快,它如何與細胞相互作用,以及是否可以大規模生產它。”
在靜電紡絲中,含有混合物的針和沈積混合物的金屬板形成電池的兩端。
施加電荷使混合物從針中流出到金屬板上,從而完成電路。
使用富含澱粉的成分(例如白麵粉)進行靜電紡絲比使用純澱粉更具挑戰性,因為雜質(蛋白質和纖維素)使混合物更加粘稠並且無法形成纖維。
研究人員使用麵粉和甲酸而不是水,因為甲酸會分解構成澱粉的巨大螺旋結構。
這是因為黏在一起的螺旋層太大,無法成為奈米纖維的構建塊。
當麵條在空氣中飛向金屬盤時,甲酸就會蒸發。
科學家還必須小心地將混合物加熱幾個小時,然後慢慢冷卻下來,以確保其具有正確的稠度。
他們總結道:“由於新開發的材料由麵粉擠壓和乾燥形成的纖維組成,因此它可以被定義為意大利麵,比之前最薄意大利麵的記錄大幅降低了大約一千倍。”
他們的紙出現在日記中奈米級進展。
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比阿特麗斯布里頓等人。 Nanopasta:白麵粉靜電紡絲奈米纖維。奈米級先進技術,2024 年 10 月 30 日線上發布;編號:10.1039/D4NA00601A