HyCal是什麼？

全球每年產生600億－800億噸海產品廢棄物，其中大部分做為垃圾被丟棄，在海灘聚集形成難以控制的污染物，給海洋環境帶來難以估量的危害。所以，對這類海洋廢棄物的高附加值再利用一直是各個國家大力推動的方向。

90%的廢棄物中包括蝦殼、蟹殼和貝殼，他們由95%的碳酸鈣和5%的有機物交錯組成，是一種天然生物文石板片狀材料，具有獨特的交叉層狀結構。殼內含有大量特徵尺寸在亞微米級至納米級的結晶無機物，並通過有機物將上述無機物粘結起來，保證了殼具有很高的硬度和強度，同時又具有很好的韌性。

雖然殼中只含有5%的有機物，卻貢獻了從物理韌性到生物學防禦的諸多功能。殼有機物主要由蛋白質（多肽）、糖蛋白和多聚糖等組成。特別是貝類動物，他們缺乏免疫球蛋白，主要依靠體液免疫和殼保護相結合的免疫系統。在長期的進化中，殼也在進化出分泌抗菌多肽的機制，給第一道防線（物理屏障）提供了更強大的附加生物屏障，能有效抵禦海洋中的惡劣環境和外來病菌的侵害。

貝殼派創新科技（深圳）有限公司的研發團隊歷時5年研究海洋殼類的高附加值再利用技術，可綜合利用廢棄物資源，分別提取無機物和有機物，並製作成為全球首款集污染物催化分解和廣譜抗菌為一體的生物基材料HyCal，它取自Hydrogen Calcium的縮寫。

下面讓我們來一起認識一下這個全新的複合生物基材料：

HyCal的微觀結構

HyCal由三個部分組成：材料載體、抗菌多肽和天然催化混合物。該三部分全部從海洋廢棄物中提取獲得，使得該技術對廢棄物的綜合利用率可高達70%。材料載體主要是碳酸鈣和氧化鈣按照文石層的規律包裹在一起，表面有褶皺狀。抗菌多肽和天然催化混合物按照一定的比例穩定結合在載體表面。該複合材料稱為HyCal。

HyCal的性能

HyCal的廣譜抗菌性

低濃度HyCal水溶液在短時間內（30s）對大腸桿菌（E. Coli，革蘭氏陰性菌）、金黃色葡萄球菌（S. Aureus，革蘭氏陽性菌）、白色念珠菌（M. Albican，真菌）、黃曲霉菌（A. Flavus，黴菌）均具有顯著的殺滅作用。

HyCal的催化分解性

HyCal可在兩個小時之內去除空氣中95%的甲醛，這樣的性能是最高碘值活性炭去除甲醛性能的2倍。

於此同時，HyCal還具備可食用的特點，是最安全的抗菌材料之一。

HyCal功能的原理

HyCal抗菌的原理

HyCal是由多種成分組成的複合生物基材料，其中抗菌多肽在其抗菌性能起到關鍵的作用。作用原理是抗菌多肽首先由靜電吸引而附於微生物細胞膜表面，疏水性的C端插入膜內疏水區並改變膜的構象，多個抗菌多肽在膜上形成離子通道破壞細胞膜的完整性併產生穿孔現象，造成細胞內容物溢出胞外而死亡。與此同時，HyCal中的Ca2+在微生物細胞膜通道打開後，迅速進入微生物細胞中引起新的離子濃度差，阻礙或破壞細胞維持生理所需的小分子和大分子物質的運輸, 如在Na+/K+-泵的驅動作用下糖和氨基酸的運送，導致微生物的能量代謝和物質代謝受阻, 從而達到殺菌的目的。

HyCal催化分解的原理

HyCal凈化空氣污染物甲醛的原理為，其自身具有的催化能力可以將甲醛催化聚合生成己糖，生成的糖類物質對人類及其居住環境沒有任何毒害作用。不像活性炭等依靠吸附性去除甲醛，還會造成二次污染。

HyCal材料的應用領域

HyCal是世界上首款具備污染物催化和抗菌為一體的材料，在空氣凈化領域有著獨特的應用價值和廣闊的市場空間。HyCal中另外兩個組成部分，鈣基載體和抗菌多肽在食品和醫療行業有著廣泛的應用價值。

推薦閱讀：