Plantaardige eiwitten zijn in overvloed aanwezig, biodegradeerbaar en hebben een lage milieubelasting. Dat maakt ze aantrekkelijke alternatieve bouwstenen voor materialen die plastics kunnen vervangen. Om deze materialen te produceren zijn methodes nodig om de materiaaleigenschappen en functionaliteit te beïnvloeden vanuit de microstructuur. De groep van Tuomas Knowles van het Yusuf Hamied Department of Chemistry in Cambridge heeft een opschaalbare methode gevonden voor de productie van polymeerfilms uit plantaardige eiwitten middels gecontroleerde zelfassemblage.

Knowles’ groep onderzocht waarom materialen zoals spinzijde zo sterk zijn terwijl ze zwakke moleculaire bindingen hebben. Ze vonden dat een van de belangrijkste kenmerken die spinzijde zijn sterkte geeft, is hoe de waterstofbruggen met zeer hoge dichtheid zijn gerangschikt.

De onderzoekers gebruikten soja-eiwit isolaat (SPI), een bijproduct van sojaolie-productie. SPI is echter slecht oplosbaar in water. Voor de ontwikkeling van het nieuwe polymeer werden de precursors opgelost in een mengsel van azijnzuur en water, gecombineerd met een ultrasone behandeling en hoge temperatuur, om de oplosbaarheid van SPI te verbeteren. Bij dalende temperatuur begon de zelfassemblage. De intermoleculaire interacties namen toe door de vorming van waterstofbruggen.

Het resulterende materiaal is doorzichtig, kun je kleuren en makkelijk op grotere schaal produceren. De mechanische eigenschappen van het materiaal zijn vergelijkbaar met plastics voor eenmalig gebruik, zoals folie rondom afwastabletten. De polymeerfilms bevatten geen covalente crosslinks, toxische oplosmiddelen of producten die niet biodegradeerbaar zijn.

Het nieuwe product brengen ze op de markt in samenwerking met Xampla, een spin-offbedrijf van de universiteit van Cambridge dat vervangingsmiddelen ontwikkelt voor plastic en microplastics voor eenmalig gebruik. 

_{Kamada, A. et al. (2021) Nat. Commun. 12}