量身定制的分子可以改变棉花的结构

研究人员已经开发出一种方法，利用棉花植物的自然机制，不经过基因改造，种植具有荧光和磁性的化学改性纤维素纤维。该团队表示，这种原理验证方法可以适用于其他植物和生物，为种植智能材料的农场铺平道路。

目前制造智能纺织品的方法依赖于用化学物质涂覆纤维。然而，涂层最终会磨损并失去功能。现在,菲利浦- Natalio以色列魏茨曼科学研究所的教授和他的同事们将棉花的生物学和合成化学结合起来，培育出了“智能纤维素”。

纳塔利奥解释说:“我们选择棉花是因为它的经济重要性以及它与人类的长期关系。”“问题是:我们能否利用棉花的细胞机制来生产具有特定性能的纤维?””

纤维素纤维是由葡萄糖单体形成的，葡萄糖单体在棉花植株发育的胚珠中聚合，因此研究人员想知道他们是否可以改变单体的组成部分。他们利用简单的肽和糖化学，制造了两种含有不同功能分子的葡萄糖衍生物。一种含有荧光素(一种黄色荧光化合物)，而另一种含有镝离子(一种具有磁性的稀土元素)的大环。

然后，研究人员将葡萄糖衍生物引入棉花胚珠的生长介质中，受精20天后形成的纤维素纤维是荧光的(在紫外光下)或磁性的。纳塔利奥说:“生物学开始工作，处理这些改性分子的方式与处理未改性纤维素的方式相同。”功能分子和糖单体之间的结合应该使材料更耐磨。然而，荧光纤维素纤维与天然纤维素相比较弱。

“这个概念有可能引发一场新的‘农业工业革命’，带来更清洁、可能去中心化的方法来制造功能化生物材料，”评论道凯伦联盟在巴斯大学。“温室生产用于下一代性能服装的智能纺织品，或用于医疗保健和家庭装饰等领域的纺织品，是替代化学工厂的一个有吸引力的选择。”

纳塔利奥希望从在体外棉花胚珠模型以真实植物为基础，确立了物质农业的概念。他说:“我们的想法是让温室种植水培棉花，每个温室生产的棉花功能不同，这些温室由可再生资源供电。”“我们可以设想，可穿戴材料可以提供数据存储、光电驱动器、污染探测器和爆炸物。”