华盛顿大学合成生物学突破：蛋白质纤维SAM可实现闭环回收，有望替代化纤减少微塑料
B910化工消息：5月16日消息，圣路易斯华盛顿大学McKelvey工程学院能源、环境与化学工程系Francis F. Ahmann教授张福中（Fuzhong Zhang）团队在合成生物学领域取得重要突破，开发出名为SAM（丝素-淀粉样蛋白-贻贝蛋白杂合体）的蛋白质纤维材料，研究成果发表于《Advanced Materials》期刊。
纺织行业产生的废弃物占全球废弃物的重要份额，仅有约12%的纤维材料被回收。纺织业也是海洋微塑料的主要来源——每次洗涤过程中，合成纤维脱落的微塑料被排入下水道，最终进入水生环境。石油基化纤难以回收且在整个生命周期持续释放微塑料。
张福中团队通过精密的蛋白质工程技术，将来自贻贝足蛋白、蜘蛛丝和淀粉样蛋白的基因序列“编织”在一起，实现了材料强度和可回收性的独立调控。该材料在甲酸溶液中数秒内溶解，但在水中保持稳定，干燥后恢复强度。甲酸是工业中常用的低成本挥发性溶剂。溶剂蒸发后留下的蛋白质原料可再次制成同等强度和性能的纤维。
研究人员通过多次溶解和重新制备SAM纤维的实验，证明了该纤维在多次回收后仍保持稳定的高强度。回收的蛋白质原料还可转而制备粘附性水凝胶，用于多种应用场景，并可进一步回收回纤维或水凝胶，实现真正的闭环循环。
闭环回收体系还显著降低了生物制造材料的成本。张福中指出：“多次回收最终产品可以大幅降低长期制造成本。”此前生物制造成本高昂，限制了蛋白质材料的应用场景，而闭环体系有望推动其大规模商业化。
论文信息：Jingyao Li et al, Biosynthesized Silk-Amyloid-Mussel Proteins as Dissolution Recyclable Materials With Tunable Supercontraction, Advanced Materials (2026). DOI: 10.1002/adma.73200 （来源：Washington University in St. Louis）
纺织行业产生的废弃物占全球废弃物的重要份额，仅有约12%的纤维材料被回收。纺织业也是海洋微塑料的主要来源——每次洗涤过程中，合成纤维脱落的微塑料被排入下水道，最终进入水生环境。石油基化纤难以回收且在整个生命周期持续释放微塑料。
张福中团队通过精密的蛋白质工程技术，将来自贻贝足蛋白、蜘蛛丝和淀粉样蛋白的基因序列“编织”在一起，实现了材料强度和可回收性的独立调控。该材料在甲酸溶液中数秒内溶解，但在水中保持稳定，干燥后恢复强度。甲酸是工业中常用的低成本挥发性溶剂。溶剂蒸发后留下的蛋白质原料可再次制成同等强度和性能的纤维。
研究人员通过多次溶解和重新制备SAM纤维的实验，证明了该纤维在多次回收后仍保持稳定的高强度。回收的蛋白质原料还可转而制备粘附性水凝胶，用于多种应用场景，并可进一步回收回纤维或水凝胶，实现真正的闭环循环。
闭环回收体系还显著降低了生物制造材料的成本。张福中指出：“多次回收最终产品可以大幅降低长期制造成本。”此前生物制造成本高昂，限制了蛋白质材料的应用场景，而闭环体系有望推动其大规模商业化。
论文信息：Jingyao Li et al, Biosynthesized Silk-Amyloid-Mussel Proteins as Dissolution Recyclable Materials With Tunable Supercontraction, Advanced Materials (2026). DOI: 10.1002/adma.73200 （来源：Washington University in St. Louis）