一旦扔掉，尿布和卫生巾等一次性物品可能需要数百年才能分解，因为它们的吸收部分和防水层含有塑料和其他合成聚合物。但现在，研究人员正在用由食品和农业行业经常丢弃的蛋白质生物质制成的多孔成分代替这些材料。这些成分是可持续的和可生物降解的，并且有可能使未来的尿布和卫生巾可以冲进厕所或用作肥料。

将在会议上介绍这项研究的安东尼奥·卡佩扎(AntonioCapezza)表示，在欧洲，法规不鼓励在一次性用品中使用某些石油基塑料。然而，他指出，目前还没有明确的指导方针或法规来禁止在尿布、卫生巾和其他一次性卫生用品中使用这些塑料，因为还没有好的替代品。

“但我们希望用我们的蛋白质材料来改变这一点，”他说。

当然，可洗尿布完全避免了塑料问题，但他表示很少有护理人员愿意使用它们。他的目标是为想要继续使用一次性卫生用品的人们提供一种不同类型的可持续、无污染的解决方案。

瑞典KTH皇家理工学院高分子材料部门的研究员Capezza解释说：“接受率会比你去找顾客说‘好吧，现在你必须洗尿布’要高得多。”

具有讽刺意味的是，该项目起源于一次演示，旨在教导学生实验室中可能会出现什么问题。卡佩扎向他们展示如何利用蛋白质制造生物塑料丝。为了模仿不需要的湿度的影响，他添加了湿棉花，这导致混合物起泡。他意识到，一旦产品干燥，这种材料就会变得超级多孔，这意味着它可以像海绵一样吸收液体。

“所以这有点意外，但却是一件好事，因为这引导我们进行了全新的研究，”他说。Capezza正在与KTH、瑞典农业科学大学和其他机构的研究人员合作，包括委内瑞拉西蒙玻利瓦尔大学、日本东京大学和西班牙塞维利亚大学。

一些以棉为基础的塑料卫生产品替代品已经上市，但它们依赖于原生棉，并且在生产过程中可能需要漂白或其他化学处理。为了寻找更可持续的材料来源，卡佩扎的团队发现了食品和农业生产中残留的蛋白质和其他天然分子，否则这些分子可能会被填埋或焚烧。例如，玉米中的玉米醇溶蛋白、小麦中的麸质和天然抗氧化剂提取物。

研究人员将蛋白质以不同比例混合在一起，并添加水和碳酸氢盐(例如小苏打)作为发泡剂;作为增塑剂的甜味剂甘油;和天然提取物作为防腐剂。

然后，该团队使用塑料行业的设备和加工技术(包括挤压)来制造卫生巾和尿布中常见的各种组件。与面条机类似，挤出机使团队能够生产长丝和平板，同时使材料发泡。通过这些技术，研究人员生产了一层平坦的“无纺布”层，该层在触感上保持干燥，同时允许液体快速通过;具有超吸收特性的蓬松多孔材料，可捕获液体;和保护外衣的防水膜。

作为概念验证，研究人员组装了这些组件来制造类似于一次性卫生产品的基于蛋白质的吸收剂原型。一旦暴露于水或土壤中，这些材料会在几周内完全生物降解。由于材料的蛋白质来源，这种降解释放出碳、氮、磷、氨基酸和其他化合物，大自然可以将这些化合物重新用作营养物质。

卡佩扎说，随着进一步的发展，这可能会导致可冲水的一次性卫生产品。或者，在使用后，这些产品(或在制造阶段产生的任何废物)可以进行堆肥，为玉米和小麦等农作物施肥，这反过来又可以提供制造新卫生产品的起始材料。

“所以这是一个完全圆形的设计，”卡佩扎补充道。研究人员已经证明，当植物接触这种堆肥时，叶子和根会长得更长。卡佩扎指出：“我们的测试表明，由于它是基于蛋白质的，因此这些产品在分解时不会产生微塑料或其他不需要的化学物质污染土壤的风险。”

Capezza估计，基于蛋白质的卫生用品比传统塑料尿布和护垫贵约10%至20%。蛋白质卫生巾的性能与传统卫生巾相似。另一方面，蛋白质尿布的吸水性不如塑料尿布。这意味着蛋白质尿布要么需要更厚，要么需要调整其配方以改善吸收。

为了提高液体吸收率和机械强度，研究人员现在正在探索添加木质纤维素，这是植物中发现的木质素和纤维素的混合物。这种材料是农业和林业部门的低价值副产品。迄今为止的结果表明，它的添加使性能接近传统尿布。

该团队目前正在准备进行试点研究，以测试扩大生产的可行性。卡佩扎说，在这些产品上市之前，需要进行额外的评估，包括人体皮肤刺激测试。