夏日的武汉夜宵摊,小龙虾是当之无愧的主角。当你捏着红亮的虾壳“嘬”尽汤汁,回家冲凉洗去一身烧烤味时,有没有想过,此刻轻拍上脸的乳液里,某样成分或许就来自你刚剥开的小龙虾?
刘培文团队察看新制成的甲壳素纳米晶的成色。
来自华中农业大学的科研团队通过低成本、绿色化的加工途径,将虾壳提取物甲壳素通过工业化制取成了用途广泛的甲壳素纳米晶。
这种新材料具有亲水、亲油的特性,能作为新型的天然、无毒乳化剂,让乳液类护肤品中原本“合不来”的油、水成分,乖乖“握手言和”,不仅能形成轻柔细腻的质地,还具备天然抗菌、抗氧化的功能。
【研发者说】
讲述人:湖北省小龙虾产业链(精深加工)专家组组长、华中农业大学工学院研究员刘培文
实验室里,刘培文(右)指导学生制作甲壳素纳米晶。
你能想象吗?一瓶质地轻盈不油腻的乳液,它稳定、亲肤的秘密武器,很可能就藏在小龙虾壳里。
众所周知,乳液类护肤品的主要成分为油和水。但油和水天生“合不来”,油会水上漂,彼此互不溶。但为什么我们平时使用的乳液质地却很均匀,既看不到乳液里面的油滴,也看不到渗出来的水分?其实,就是因为既亲油又亲水的乳化剂作为“和事佬”,把油和水紧紧“捏”在一起,形成了一个混合均匀的分散稳定体系。
然而市面上有些护肤品里的乳化剂,部分来源并非纯天然。为了让乳液更稳定,配方里还会添加多种辅助成分,这样用多了,皮肤有过敏的风险,负担也重。
甲壳素纳米晶的原料为小龙虾虾壳。
有一次,实验室的同事在用防晒霜时,给了我们灵感。我们一直在研究小龙虾深加工,虾壳里提取的甲壳素是一种天然多糖,它的衍生物甲壳素纳米晶,既能和油“做朋友”,又能和水“打成一片”,它就是一种现成的乳化剂。
经过实验发现,甲壳素纳米晶不仅天然无害,而且还能做到完全生物降解,环保又安全。更厉害的是,它的乳化性能甚至强于几种传统乳化剂叠加的效果。得益于甲壳素纳米晶的生物活性,它还能主动参与皮肤修复,自带抗菌、抗老、消炎的属性,搭配透明质酸、维生素C等成分,护肤效果还能更好。
对比实验测试甲壳素纳米晶亲水、亲油的特性,右侧加入了甲壳素纳米晶,与油性物质混合摇匀后,会变成不易溶解的泡泡。
2022年,我们意外发现了一种来自食盐的添加剂,它的加入能让甲壳素纳米晶的制备工艺比现有技术更简化、更环保。这是近10年内从未出现以及记录过的新反应体系:沉淀于水里的棕色小颗粒——甲壳素经反应,吸水膨胀成悬浮在水中的白色絮状物——甲壳素纳米晶,整个过程就像“爆爆米花”。
高纯度甲壳素纳米晶。
由此原理,我们在全国首创了一套绿色循环制备体系。借助该工业生产体系,一吨小龙虾壳可制备出150公斤甲壳素纳米晶,制备成本也从2万元/公斤降至2000元/公斤,在国内率先实现了该产品从实验室到市场的转化。目前,生产线还在建设,我们在洪山区成立的公司已签下超百万元的意向订单。
此外,基于甲壳素纳米晶在力学、光学、表面化学等领域表现出来的性能优势,它还可被应用于胶水涂料、强化塑料、电池隔膜等产品的生产中。“吃干榨净”小龙虾,不久后,它的再利用身价就可翻上几番。
【大众点评】
讲述人:江苏大学环境与安全工程学院教授刘欢
甲壳素纳米晶在偏振光下呈现出炫丽色彩。
俗话说油水不相溶,如果不添加乳化剂,主要成分为油、水的化妆品,放久了就会分层。甲壳素纳米晶作为一种新型乳化剂,它的优势表现在绿色和高效。不仅自身提取于自然界,并且仅需很少的用量就能达到相同的效果。我们测试过,仅需0.5%的甲壳素纳米晶,就能稳定油水比为1:1的乳液长达4个月,而传统乳化剂的用量则是它的20倍。
目前,我们正在给市场化的化妆品品牌做基础研究,在使用刘培文教授团队制备的甲壳素纳米晶后,制成了一系列的基础乳液产品,从水多油少的清爽型乳液到油多水少的滋养型面霜,都表现出了良好、稳定的乳化性能,具有广阔的市场前景。
(整理:栾嘉雯 廖宇智 图:长江日报记者胡冬冬)
【编辑:符樱】
请输入验证码