科學家透過電紡絲技術製造出了超細麵條，這種麵條不是用來吃的，而是用於醫療支架和藥物傳輸等用途。與使用提純澱粉的傳統方法相比，這種麵條是用麵粉製成，減少了對環境的影響，為奈米纖維的生產提供了一種新方法。

研究團隊使用掃描電子顯微鏡，用聚焦的電子束掃描墊子，並根據偏轉或撞擊的電子模式創建影像。 由於每條鏈都太窄，任何形式的可見光相機或顯微鏡都無法清晰捕捉。 圖片來源：Beatrice Britton / Adam Clancy

由加州大學洛杉磯分校領導的研究小組創造了世界上最細的義大利麵條，直徑只有人類頭髮的1/200。這種超細麵條並不是一種新的烹飪發明，而是一種在醫學和工業領域具有巨大潛力的創新材料。 這些極細的細絲被稱為奈米纖維，由澱粉製成，澱粉是植物通常用來儲存多餘葡萄糖的物質。

澱粉基奈米纖維的應用前景廣闊，包括傷口癒合繃帶，其高密度多孔結構允許水分通過，同時阻隔細菌。 澱粉基奈米纖維也可用作骨再生的支架和藥物傳遞的載體。 然而，生產澱粉奈米纖維的傳統方法需要從植物中提取和純化澱粉，這個過程需要消耗大量的水和能源。

研究人員說，一種更環保的方法是直接從麵粉等富含澱粉的原料中製造奈米纖維，而麵粉是義大利麵的基礎。

研究團隊使用掃描電子顯微鏡，以聚焦的電子束掃描墊子，並根據偏轉或撞擊的電子模式產生影像。 由於每條鏈都太窄，任何形式的可見光相機或顯微鏡都無法清晰捕捉。 圖片來源：Beatrice Britton / Adam Clancy

在奈米級進展上發表的一篇新論文中，研究小組介紹了利用一種名為電紡絲的技術製作直徑僅372奈米（十億分之一米）的意大利麵條的過程。 這項工作由比阿特麗斯-布里頓（Beatrice Britton）完成，她在倫敦大學洛杉磯分校攻讀化學碩士學位時進行了這項研究。

共同作者亞當-克蘭西博士（UCL 化學）說：”製作意大利麵條時，需要將水和麵粉的混合物推過金屬孔。在我們的研究中，我們也是這樣做的，只不過我們用電荷把麵粉混合物拉過去。

研究人員在論文中描述了目前已知的第二薄的意大利麵，名為su filindeu（”上帝之線”），由撒丁島努奧羅鎮的一位意大利麵製造商手工製作。 據估計，這種pasta lunga（”長麵條”）的寬度約為400 微米，比新的電紡麵條厚1000 倍，而後者的寬度僅為372 奈米，比某些波長的光還要窄。

這種新型”奈米長麵條”形成的奈米纖維席寬約2 厘米，因此是可見的，但每一縷都太窄了，任何形式的可見光照相機或顯微鏡都無法清晰地捕捉到，因此它們的寬度是用掃描電子顯微鏡測量的。

奈米纖維墊夾在兩根手指之間。 圖片來源：Beatrice Britton / Adam Clancy

共同作者加雷思-威廉斯教授（倫敦大學洛杉磯分校藥學院）說：”奈米纖維（如澱粉製成的奈米纖維）具有多孔性，因此具有用於傷口敷料的潛力。 此外，人們還在探索將奈米纖維用作組織再生的支架，因為它們可以模擬細胞外基質–一種由蛋白質和其他分子組成的網絡，細胞透過建構這種網絡來支撐自身。

克蘭西博士說：”澱粉是一種很有前途的材料，因為它資源豐富且可再生–它是地球上僅次於纖維素的第二大生物質來源–而且可以生物降解，這意味著它可以在體內被分解。它的分解速度、與細胞的相互作用，以及是否可以大規模生產。

威廉斯教授補充說：”遺憾的是，我不認為它能用作意大利麵，因為它在不到一秒鐘的時間內就會過熟，然後你才能把它從鍋裡拿出來。”

在電紡絲過程中，裝有混合物的針和沈積混合物的金屬板構成了電池的兩端。 施加電荷可使混合物完成電路，從針頭流到金屬板上。

使用白麵粉等富含澱粉的原料進行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–會使混合物更加黏稠，無法形成纖維。

研究人員使用的是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層（或螺旋體）。 這是因為黏在一起的螺旋層太大，無法構成奈米纖維。 (烹飪對澱粉的作用與甲酸相同–它能分解螺旋層，使麵條易於消化）。然後，當麵條在空氣中飛到金屬板上時，甲酸就會揮發掉。研究人員還必須小心翼翼地將混合物加熱數小時，然後再慢慢冷卻，以確保其濃度合適。

編譯自/ ScitechDaily

DOI：10.1039/D4NA00601A