目前可用的傳統尼龍，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尼龍更高的性能，并可在土壤中降解，但其通過消化酶的降解性尚未得到證實。
為了解決這些問題，來自日本先進科學技術研究所（JAIST）的一個研究小組正在研究使用通過胃蛋白酶合成新型生物尼龍。他們由Tatsuo Kaneko教授和Mohammad Asif Ali博士領導，最新研究發表在2021年4月的《先進可持續系統》上。
在這項研究中，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）中提取的化學開發的新型手性二羧酸。此外，生物尼龍是通過六亞甲基二胺與手性交互的雜環二酸單體的熔融縮聚制備的，如圖所示：
手性相互作用來自于外消旋吡咯烷酮環的非對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℃的玻璃轉化溫度和約213℃的熔化溫度，這比傳統的生物尼龍11（Tg約57℃）高。這些生物尼龍還顯示出較高的楊氏模量E和機械強度σ，分別為2.2-3.8GPa和86-108MPa。
這種材料可以作為傳統尼龍的替代品用于漁網、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行的酶促降解，胃蛋白酶是在哺乳動物胃中發現的一種消化酶。胃蛋白酶的降解可以與海洋哺乳動物胃中的生物降解聯系起來。這種通過控制手性的高性能尼龍的創新分子設計可以為可持續的、負碳的工業和通過減輕重量來節約能源作出貢獻。
滬公網安備 31011502005575號
