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为实现生物聚合物循环经济，研究人员开展角蛋白转化研究，制出高性能生物塑料，意义重大。
角蛋白（Keratin）是一种存在于多种组织（如羽毛、羊毛）中的结构蛋白，大量作为食品工业的副产品产出。由于其高度交联、高硫含量，且缺乏转化为有用产品的方法，这种生物质仅部分被转化为肥料，属于低价值应用。在这项研究中，研究人员开发了一种新型的角蛋白高值化转化技术。研究表明，基于水的萃取，结合高效的迈克尔（Michael）型加成反应，能够将角蛋白从一种易碎的材料转化为具有可定制性能的材料。这些性能涵盖从柔韧热塑性到坚韧且有弹性，甚至是完全生物基、高强度且类似塑料的特性。该研究的长期目标是为循环系统提供关键技术支持，使基于角蛋白的材料能够在产生角蛋白废料的行业中得到应用，从而实现闭环。
亮点：
- 通过基于水的迈克尔型加成反应实现蛋白质高值化的方法。
- 将角蛋白转化为高价值、可持续的材料。
- 增强的性能：热塑性、强度和柔韧性。
总结：
生物聚合物采用循环经济模式需要新技术来实现富含角蛋白废料（尤其是羊毛废料）的高值化。本研究提出了一种将硬角蛋白转化为柔韧、可模塑且独立成型的生物塑料的方法。该方法依靠通过构建模块的双键与角蛋白的硫醇之间基于硫醇的迈克尔型加成反应，在完全展开的角蛋白上接枝构建模块，从而重新编程角蛋白的结构。经过工程改造的蛋白质展现出新的功能，例如与聚（乙二醇）甲基醚甲基丙烯酸酯接枝后得到热塑性角蛋白；与聚（乙二醇）二甲基丙烯酸酯反应后韧性增强；与环氧化大豆油丙烯酸酯反应则得到一种完全生物基、柔韧且坚韧的材料（性能优于其他所有再生角蛋白材料）。这种高效反应在用于萃取的同一水溶液中室温下即可发生，无需额外步骤。该方法突显了蛋白质作为可持续塑料替代品的潜力。
