3D打印热塑性塑料的发展“乌贼”功不可没
当说到乌贼，也就是鱿鱼的时候，很多人的头脑中会涌现出一盘热气腾腾葱爆鱿鱼的镜头，但对于研究人员来说，他们想到的却是挤出机挤出的热塑料。
在宾夕法尼亚州立大学，最近的一个项目中，研究人员专注于探索存在于鱿鱼圈牙（SRT）的蛋白复合物。这些牙齿是天然形成的具有热塑性特质的材料，和人类使用原油并污染了环境而制造的合成人造塑料的性质非常相似。
“寻找这种性质材料的大多数公司都寄希望于合成塑料，”宾夕法尼亚州立大学工程科学系教授和机械师Melik C. Demirel说。“在实际的现场应用中，合成塑料不能快速成型，更重要的是，它们不环保。”
而天然材料将是代替合成材料和工艺，包括丸粒和3D打印丝材的理想替代品，直接从鱿鱼中提取材料是不可行的，主要的原因是成本太高，同时也需要大量的鱿鱼。
为了寻找新的途径来生产自然的热塑性，研究人员把精力放在研究天然热塑性塑料的化学和物理性质的逆向工程，创建一个新的、类似的合成材料。
“我们有世界各地收集的6种鱿鱼的基因序列，但我们从欧洲普通的鱿鱼开始入手，”Demirel补充说。
为了研究热塑性天然材料的逆向工程，Demirel和他的团队研究蛋白复合物分子的基因序列，并测试各种可能的组合来合成复杂的合成蛋白质。
为了制造和测试合成的SRT分子，研究人员把SRT蛋白基因注入到大肠杆菌中，使细菌能够生产这些塑料的分子，并把这种生产作为其正常活动的一部分。
除了使这些塑料性质材料的生产更加环保，这种方法生产的SRT热塑性材料可被加热、挤压或用于模具制造，完全类似于其他合成塑料，当然也可以用于3D打印机。此外，该塑料材料还可以溶解在溶剂中，用于薄膜倒模。
至于各种其它应用的探索，这种热塑性材料也能通过性质改造而应用于各种其它特殊需求的行业，包括医学和化妆品行业。
“天然的和重组的热塑性鱿鱼蛋白展现了可逆的固熔相变，使他们能够进行加热而形成3D几何形状，如纤维、胶体和薄膜，”在最近一期的“先进功能材料”杂志上公布的文章中指出。“基于热塑性蛋白质的直接提取或重组，为材料制备与合成开辟了新的途径，这将最终成为与高端合成油为基础的塑料同样具有竞争力的产品。”
“下一代的材料将通过分子合成来制造，通过排序、重组和性能改变来实现”Demirel补充说。
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