通常鸡毛作为废物通过焚烧、掩埋等方法进行处理,不仅耗时费
力,而且颇具争议。在今年美国化学会全国会议“蛋白质类再生资源
的非食物应用”研讨会上,科学家介绍了利用鸡毛制造可降解薄膜、
复合材料、屋顶材料等材料的方法,非常具有启发意义。本刊特别编
译整理,希望相关企业和科研人员有所借鉴。
变废为宝———鸡毛新用途
鸡毛主要成分是角质素,角质素广泛存在于毛发、蹄、角和羊毛
中。与其他蛋白质相比,角质素的半胱氨酸含量较高,所含的硫原子
易于相互交联,从而使角质素坚韧、质轻、强度高。鸡毛中的角质素
与羊毛中的角质素类似,仍可以加工处理。
早期研究中,科研人员主要利用鸡毛纤维,费用集中在鸡毛的清
洗、消毒及将鸡毛纤维从羽毛管上剥离。这种方法尽管有效,但是占
鸡毛重量一半的羽毛管没有得到应用,仍须进行处理。
美国农业部环境质量实验室的Justin R. Barone 和 Walter
F. Schmidt发现鸡毛是复合材料的理想增强填料,其自身重量很轻,
添加到复合材料中不会增加重量。Barone使用传统加工方法制成鸡
毛复合材料,他认为,鸡毛价格非常便宜,成本比玻璃纤维有优势,
很适合在汽车领域应用。
羽毛薄膜 最新研究项目中,Barone将鸡毛研磨,从中提取角质素
制成羽毛薄膜,使鸡毛的所有部分都得到利用,从而很好地解决了以
上问题。此外,由于不需要将羽毛纤维和羽毛管分离,工艺更为简单。
这种羽毛薄膜可以用于多种领域,其中最有前景的是农用覆盖膜。传
统合成农膜耕种前必须人工清理,费时费力;而这种羽毛薄膜使用后
不需清理,降解后还可为土壤提供氮素。Barone考虑到肉禽厂的利
润很低,在新工艺或设备上投资不合算,选择了常用的加工方法来生
产羽毛薄膜。
生物降解塑料 爱荷华州立大学的Jay-lin Jane和Pemiusm M.
Mungara以研磨制得的鸡毛粉末与大豆蛋白和生物降解聚酯为原料,
环己烷二甲醇、甘油或二者混合物为增塑剂,采用挤出、注塑及吹塑
等传统加工技术制得生物降解塑料。角质素具有憎水性,韧性与合成
材料相当,是1种不错的生物降解塑料原料。通过改变混料中各组分
的含量,可以对这种鸡毛基塑料的拉伸强度、耐水性、可挠性和寿命
进行调节。尽管研究尚处于初期阶段,不过Jane和Mungara已经制
出具有良好抗湿气功能、且可自然降解的原型容器。
目前由于人们对疯牛病、禽流感等疾病心存恐惧,近年动物废料
用于饲料的做法越来越不受欢迎。这样的呼声促使人们寻找鸡毛的新
利用方法,其中鸡毛用于塑料将带来更多的价值。
抗飓风屋顶材料 几年前,Richard P. Wool就因使用鸡毛角质素和
大豆树脂制造电路板而名声大振,而他的最新目标是用角质素基材料
建造可以抵抗飓风的房屋。Wool带领的研究小组使用纤维素纤维、
鸡毛和大豆树脂制造了1种价廉、质轻的复合材料,并用该材料建造
了一座可以抵抗飓风的房屋原型。这种羽毛基复合材料屋顶在现场整
体成形。此项目已引起中国和印度官方的兴趣。
炭化材料 Wool还将鸡毛纤维进行碳化,制得与石墨纤维相似的材
料。碳化过程中,角质素纤维的长度和直径都缩短、蛋白质减少80%,
不过纤维仍保持中空结构,从而为复合材料提供了1种独特的轻质高
性能纤维。
尽管利用鸡毛制造新型材料的研究尚处于初期阶段,但是由其制
得的各种奇异的产品确实非常具有吸引力,展示出巨大的潜力。
(朱曾惠 编译)
