摘要：研究团队使用扫描电子显微镜，用聚焦的电子束扫描垫子，并根据偏转或撞击的电子模式创建图像。每条单独的线太窄，无法被任何形式的可见光相机或显微镜清晰地捕捉到。图片来源：Beatrice Britton / Adam Clancy

研究团队使用扫描电子显微镜，用聚焦的电子束扫描垫子，并根据偏转或撞击的电子模式创建图像。每条单独的线太窄，无法被任何形式的可见光相机或显微镜清晰地捕捉到。图片来源：Beatrice Britton / Adam Clancy

科学家通过静电纺丝技术制造出超细意大利面条，不仅用于食用，还可用于医疗支架和药物输送等用途。

这种意大利面条由面粉制成，与使用纯化淀粉的传统方法相比，减少了对环境的影响，为纳米纤维的生产提供了一种新方法。

伦敦大学学院领导的研究小组创造出了世界上最细的意大利面条，其厚度约为人类头发丝的 1/200。

这种超细意大利面条并非新的烹饪发明，而是一种在医学和工业领域具有巨大潜力的创新材料。这些极细的细丝被称为纳米纤维，由淀粉制成，淀粉是植物通常用来储存过量葡萄糖的物质。

淀粉基纳米纤维有望用于多种应用，包括伤口愈合绷带，其高度多孔的结构允许水分通过，同时阻止细菌进入。它们还可以作为骨再生的支架和药物输送的载体。然而，生产淀粉纳米纤维的传统方法需要从植物中提取和纯化淀粉，这个过程会消耗大量的水和能源。

研究人员表示，一种更环保的方法是直接从富含淀粉的成分（如面粉，这是面食的基础）中制造纳米纤维。

在《纳米尺度进展》杂志的一篇新论文中，该团队描述了如何利用一种名为静电纺丝的技术制作出直径仅为 372 纳米（十亿分之一米）的意大利面条。在这种技术中，面粉和液体的细丝通过电荷被拉过针尖。这项工作由 Beatrice Britton 完成，她在伦敦大学学院攻读化学硕士学位期间进行了这项研究。

合著者亚当·克兰西博士（伦敦大学学院化学系）表示：“要制作意大利面条，你需要将水和面粉的混合物推过金属孔。在我们的研究中，我们做了同样的事情，只是我们用电荷将面粉混合物拉过金属孔。它确实是意大利面条，但要小得多。”

研究人员在论文中描述了第二薄的已知面条，称为su filindeu（“上帝之线”），由撒丁岛努奥罗镇的面条制造商手工制作。这种面条 lunga（“长面条”）的宽度估计约为 400 微米，比新电纺面条厚 1,000 倍，后者的宽度为 372 纳米，比某些波长的光还窄。

这种新型“纳米面食”由一层直径约 2 厘米的纳米纤维组成，因此是可见的，但每根单独的纤维束都太窄，无法用任何形式的可见光相机或显微镜清晰地捕捉到，因此它们的宽度需要用扫描电子显微镜测量。

纳米纤维垫夹在两根手指之间。图片来源：Beatrice Britton / Adam Clancy

合著者加雷思·威廉姆斯教授（伦敦大学学院药学院）表示：“纳米纤维，例如由淀粉制成的纳米纤维，由于多孔性好，具有用于伤口敷料的潜力。此外，纳米纤维正在被探索用作组织再生的支架，因为它们模拟了细胞外基质——一种由细胞为支持自身而构建的蛋白质和其他分子网络。”

“淀粉是一种很有前途的材料，因为它储量丰富、可再生，是地球上仅次于纤维素的第二大生物质来源，而且可生物降解，这意味着它可以在体内分解。”克兰西博士说：“但纯化淀粉需要大量的加工。我们已经证明，使用面粉制造纳米纤维是一种更简单的方法。下一步是研究这种产品的特性。例如，我们想知道它分解的速度有多快，它如何与细胞相互作用，以及是否可以大规模生产它。”

威廉姆斯教授补充道：“遗憾的是，我认为它不适合做意大利面，因为它会在不到一秒钟的时间内煮过头，然后你才能把它从锅里拿出来。”

在静电纺丝中，装有混合物的针头和放置混合物的金属板构成了电池的两端。施加电荷使混合物从针头流出到金属板上，从而完成电路。

使用富含淀粉的成分（如白面粉）进行电纺丝比使用纯淀粉更具挑战性，因为杂质（蛋白质和纤维素）会使混合物更加粘稠并且无法形成纤维。

研究人员使用面粉和甲酸而不是水，因为甲酸可以分解构成淀粉的大量螺旋结构。这是因为粘在一起的螺旋层太大，无法成为纳米纤维的组成部分。（烹饪对淀粉的影响与甲酸相同——它分解了螺旋层，使面食更易于消化。）

当面条在空中飞到金属板上时，甲酸就会蒸发。

研究人员还必须小心地将混合物加热几个小时，然后慢慢冷却，以确保其具有正确的稠度。

参考文献：“Nanopasta：白面粉静电纺丝纳米纤维”，作者：Beatrice Britton、Fangyuan Zhu、David Benbow Anthony、Cesar III DL Reyes、Michal Pawlus、Gareth R Williams 和 Adam J Clancy，2024 年 10 月 30 日，纳米尺度进展。DOI：10.1039/D4NA00601A

来源：康嘉年華一点号