澎湃新聞記者 劉航

亮閃閃的化妝品、飲料、油漆、标簽和包裝的閃光劑一般由有毒、不可持續的材料制成，并導緻塑料污染。

最近，英國劍橋大學的研究者提出一種制造閃光劑的新方法——用植物、水果、蔬菜和木漿中的纖維素制造閃光劑。這種閃光劑是可持續、無毒、可生物降解的。此外，這種生産的能源密集度比傳統方法低。

相關論文于當地時間11月11日發表在國際知名學術期刊《自然-材料》上，标題為“Large-scale fabrication of structurally coloured cellulose nanocrystal films and effect pigments”。

該論文通訊作者 Silvia Vignolini 教授表示：“傳統顔料，就像你日常的閃光材料，不是可持續地生産的。”“它們進入土壤、海洋并導緻整體的污染。消費者開始意識到，閃光劑雖然很有趣，但會對環境造成真正的危害。”

如今，科學家們正在大力尋找更可持續的方法來生産效果顔料和功能性納米材料，來代替這些對環境成分。

這項研究的閃光劑由纖維素納米晶體(CNC)制成，它可以通過“結構色”過程來彎曲光線，從而展示出鮮豔的色彩。同樣的現象産生了自然界中一些最亮的顔色——如蝴蝶翅膀和孔雀羽毛的顔色，這種色彩即便經過一個世紀也不會褪色。

纖維素納米晶體是纖維素的衍生物，它作為可再生的植物膠體顆粒，能夠通過溶劑蒸發驅動的自組裝形成光子薄膜。其自組裝成結構有色薄膜引起了科學界及其他領域的極大興趣，成為生産更可持續顔料的潛在候選者。

研究人員表示，他們的材料可用于替代化妝品中廣泛使用的塑料閃光顆粒和微小的礦物效果顔料。在歐洲，化妝品行業每年使用約5500噸微塑料。

目前，人們已經對調節纖維素納米晶體自組裝的關鍵過程較為理解，現在也有幾家公司大量供應納米纖維素。不過，商業開發現在還有瓶頸——僅在小規模上進行了研究，忽略了在工業環境中開發這種可持續材料所需的連續沉積過程所帶來的限制和挑戰。

此項工作中，研究者首次展示了一種工業化大規模制造的路線：在商業卷對卷塗層裝置上澆鑄纖維素納米晶體懸浮液，該懸浮液會沉積下來，随後經曆幹燥、分層，從而産生大尺寸的薄膜。研究者可優化自組裝過程的塗層參數，制造在整個可見光範圍内可調顔色的薄膜。

在生産出大規模的纖維素薄膜後，研究人員将其進行熱處理、研磨和尺寸分選，以産生結構上有色的顆粒，所得顆粒可以用作閃光劑或效果顔料。

這種顆粒可生物降解、不含塑料、不會因水褪色，應用廣泛。而且，這種閃光顆粒非常安全，甚至可以食用。

此外，該過程的能源密集程度遠低于傳統方法。閃光劑應用不使用合成聚合物時，公司經常使用雲母和二氧化钛組合成效果顔料。然而，由于後者潛在的緻癌作用，二氧化钛最近在歐盟被禁止用于食品應用，而雲母的提取通常發生在可能依賴剝削行為（包括童工）的發展中國家。

“傳統上，效果顔料礦物必須在高達 800°C 的溫度下加熱才能形成顔料顆粒。考慮到全球生産的礦物效果顔料的數量，你會意識到它們的使用對地球有害。”論文第一作者、博士生Benjamin Droguet表示。

Vignolini表示，“我們相信，該産品可以通過提供完全可持續、可生物降解的純素顔料和閃光劑來徹底改變化妝品行業。”

盡管該過程仍需要進一步優化，但研究人員希望成立一家公司，在未來幾年把這種顔料和閃光劑推向市場。

責任編輯：李躍群

校對：張豔

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