目前可用的傳統(tǒng)尼龍，如尼龍6、尼龍66和尼龍11是不可降解的。另一方面，從衣康酸中提取的生物尼龍顯示出比傳統(tǒng)尼龍更高的性能，并可在土壤中降解，但其通過(guò)消化酶的降解性尚未得到證實(shí)。
為了解決這些問(wèn)題，來(lái)自日本先進(jìn)科學(xué)技術(shù)研究所（JAIST）的一個(gè)研究小組正在研究使用通過(guò)胃蛋白酶合成新型生物尼龍。他們由Tatsuo Kaneko教授和Mohammad Asif Ali博士領(lǐng)導(dǎo)，最新研究發(fā)表在2021年4月的《先進(jìn)可持續(xù)系統(tǒng)》上。
在這項(xiàng)研究中，生物尼龍的合成是基于從可再生衣康酸和氨基酸（D-或L-亮氨酸）中提取的化學(xué)開(kāi)發(fā)的新型手性二羧酸。此外，生物尼龍是通過(guò)六亞甲基二胺與手性交互的雜環(huán)二酸單體的熔融縮聚制備的，如圖所示：
手性相互作用來(lái)自于外消旋吡咯烷酮環(huán)的非對(duì)映體混合物和亮氨酸的手性氨基酸。因此，聚酰胺顯示出約117℃的玻璃轉(zhuǎn)化溫度和約213℃的熔化溫度，這比傳統(tǒng)的生物尼龍11（Tg約57℃）高。這些生物尼龍還顯示出較高的楊氏模量E和機(jī)械強(qiáng)度σ，分別為2.2-3.8GPa和86-108MPa。
這種材料可以作為傳統(tǒng)尼龍的替代品用于漁網(wǎng)、繩索、降落傘和包裝材料。包括肽連接的生物尼龍顯示出用胃蛋白酶進(jìn)行的酶促降解，胃蛋白酶是在哺乳動(dòng)物胃中發(fā)現(xiàn)的一種消化酶。胃蛋白酶的降解可以與海洋哺乳動(dòng)物胃中的生物降解聯(lián)系起來(lái)。這種通過(guò)控制手性的高性能尼龍的創(chuàng)新分子設(shè)計(jì)可以為可持續(xù)的、負(fù)碳的工業(yè)和通過(guò)減輕重量來(lái)節(jié)約能源作出貢獻(xiàn)。
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