用蝇虫制成的水凝胶
2024-02-02计玉兰
计玉兰
美国得克萨斯农工大学的杰弗里·汤姆伯林博士一直在研究从各种植物中提取葡萄糖的课题,試图将其转化为可降解、可消化的聚合物,以此替代塑料制品。为此,他每天都待在农场里,一边观察农作物的生长情况,一边进行实验记录。
有一天,杰弗里发现农场里有大批大批的黑水虻,这是一种腐生性的水虻科昆虫,俗称“凤凰虫”。看着群蝇乱舞的景象,杰弗里突然“脑洞”大开,试图从中找到有用的物质。于是,杰弗里和团队成员捕捉了一袋子蝇虫,并对它们进行深入研究和实验。
杰弗里带领团队成员分工合作,一组人员对蝇虫的生活习性、繁殖情况等进行资料查找,另一组成员则对蝇虫进行解剖实验,根据相关数据起草方案。
经过几个月时间的通力合作,又对方案几经修改、优化后,杰弗里团队终于在蝇虫体内找到了一种可用于制成塑料制品的聚合物——壳聚糖。研发人员发现这些蝇的幼虫中含有许多蛋白质和其他营养化合物。成虫的寿命很短,繁殖结束后就会死掉,这些死蝇的主要成分甲壳素,是一种无毒、可生物降解的糖基聚合物,可增强昆虫和甲壳类动物的外壳或外骨骼。研发人员通过使用乙醇冲洗、酸性脱矿质、碱性脱蛋白和漂白剂脱色,从蝇虫体内分离出蛋白质,然后将纯化的蝇蛋白质转化为壳聚糖聚合物。这种物质纯净、细腻,可转化为有用的生物塑料,例如超吸水性水凝胶。有了这项研究发明后,杰弗里起草了方案并递呈给上级部门,几天后收到回复并得到了经费支持。
有了研发经费后,杰弗里带领团队成员开始进行小规模蝇虫养殖。经过一段时间的培育后,杰弗里联系厂家进行生产,但很多公司都以没有利润为由拒绝了,幸运的是,有一家规模很小的工厂接下了订单。几个星期后,一种由蝇虫作为原材料生产的水凝胶诞生了,并开始在经常处于洪水或干旱的得克萨斯州进行试点。这种水凝胶可以在60秒内吸收其47倍质量的水,可用于农田土壤,以“捕获”洪水,然后在随后的干旱中缓慢释放水分。这款水凝胶可生物降解,逐渐释放出的成分,还可作为农作物的营养物质,而且产生的凝胶废料可作为蝇虫的食物来源,等蝇虫成虫后再从中提取制成凝胶的物质。
用蝇虫制成的水凝胶一经推行就受到人们的喜爱,这样循环往复地生产、使用,不仅可以使农民增收,使蝇虫这种人人讨厌的昆虫得到有效利用,还能缓解塑料污染问题,真是一举多得的好事情。接下来,将由政府出面对这种水凝胶进行大规模生产并在全国推行。
凭借用蝇虫制成水凝胶的研究成果,杰弗里·汤姆伯林获得“最具创意发明奖”,水凝胶将与可持续的循环经济概念保持一致,运用于更多的领域。
在接受《金字塔报》采访时,谈起用蝇虫制成水凝胶这项发明时,杰弗里·汤姆伯林博士深有感触:“投身环保事业并不是一定要投入大量的人力、财力,有时一个不经意的发现,一个小小的创意,就有可能解决困扰人们很久的环保问题,大大提升人们的环保意识,使整座城市变得更加美好。”
(编辑 高倩/图 槿喑)