科技日報記者?張夢然
使用昆蟲作為化學物質的來源來制造可生物降解的塑料，要比你想象的更接近現實。在近日召開的美國化學會（ACS）秋季會議上，美國得克薩斯農工大學研究人員展示了一項研究結果，涉及包括昆蟲衍生化學物質的分離和純化以及將其轉化為功能性生物塑料。
黑水虻是制造生物塑料的良好化學品來源。圖片來源：卡西迪·蒂貝茨
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?20年來，人們一直在開發方法，將天然產品（例如從甘蔗或樹木中提取的葡萄糖）轉化為可降解、可消化的聚合物，這些聚合物不會在環境中持久存在，但這些天然產品是從也用于食品、燃料、建筑和運輸的資源中收獲的。
?研究人員此次將目標定在黑水虻身上。這些蒼蠅的幼蟲含有許多蛋白質和其他營養化合物，然而，成蟲在繁殖期結束后壽命很短，很快就被丟棄。研究人員此次將這些成年蒼蠅尸體作為新起始材料。
?這些已死蒼蠅的主要成分是甲殼素。這種無毒、可生物降解的糖基聚合物，可增強昆蟲和甲殼類動物的外殼或外骨骼。團隊使用乙醇沖洗、酸性脫礦質、堿性脫蛋白和漂白劑脫色，從昆蟲尸體中提取和純化甲殼質。蒼蠅來源的甲殼素粉更純凈，因為它沒有傳統產品的淡黃色和塊狀質地。
?與此同時，研究人員從蒼蠅幼蟲中分離出幾丁質或蛋白質，然后將純化的蒼蠅幾丁質轉化為一種類似的聚合物——殼聚糖。殼聚糖可轉化為有用的生物塑料，例如超吸水性水凝膠。
?研究人員據此研制出的水凝膠，可在一分鐘內吸收自重47倍的水。這種產品有可能用于農田土壤，以捕獲洪水，隨后在干旱期間緩慢釋放水分。由于水凝膠是可生物降解的，因此它也可逐漸釋放其分子成分作為農作物的營養物質。
?研究團隊正在啟動一個項目，將甲殼素分解成單體葡萄糖胺。這些小糖分子將用于制造生物塑料，例如傳統上由石化產品制成的聚碳酸酯或聚氨酯。黑水虻還含有許多其他有用的化合物，團隊計劃將其用作起始材料，包括蛋白質、DNA、脂肪酸、脂質和維生素。
?由這些化學構件制成的產品在被丟棄時會降解，不會加劇當前的塑料污染問題。研究人員的愿景是，希望昆蟲還能將廢塑料作為食物來源，然后再次收獲它們并收集它們的成分來制造新塑料。這樣一來，昆蟲不僅是塑料的來源，而且它們還會吃掉廢棄的塑料。
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黑水虻是制造生物塑料的良好化學品來源。 圖片來源：卡西迪·蒂貝茨
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