本澳研發新型生物防火塗層

最近，澳門培正中學iGEM國際基因工程小組團隊研發出一種永續、環保、安全的生物防火塗層。該研究成果發表於國際期刊《Synthetic and Systems Biotechnology》。

防火塗層是應用於可燃材料（如建築物及家具等）表面的關鍵保護層，能在常溫下提供裝飾和保護。一旦發生燃燒，防火塗層通過改變基材在高温和火焰中的燃燒反應，有效延緩火勢蔓延。其核心作用原理包括減少可燃材料與氧氣接觸、降低導熱系數、受熱分解出不燃的惰性氣體、產生自由基減少連鎖反應，從而做到形成隔熱屏障、氣相稀釋及氣相自由基猝滅，能為火災中的人員逃生和滅火救援爭取寶貴時間。

然而，目前市場上的防火塗層主要依賴有機鹵素化合物、氮系或磷系阻燃劑及無機阻燃劑實現防火效果。但這類傳統防火塗層對環境與人體健康帶來不容忽視的威脅。就以有機鹵素化合物中四溴雙酚A為例，合成過程中造成大量環境污染。或者以無機阻燃劑中三氧化二銻、硼酸及鋅硼酸鹽為例，在環境方面，這些化學物質會造成土壤侵蝕、干擾水文循環，引發嚴重污染問題。當人體再長期攝入被污染的食物和空氣，可想而知後果有多大。

據澳門培正中學iGEM國際基因工程小組團隊介紹，他們運用合成生物學技術，研發出一種永續、環保、安全的生物防火塗層。團隊首先改造大腸桿菌，使其能夠生產含有SR蛋白與αS1-酪蛋白兩種高性能阻燃蛋白。此外，為解決阻燃蛋白在實際應用中容易脫落的問題，團隊進一步將阻燃蛋白與強黏附蛋白（包括貽貝黏附蛋白和纖維素結合域）融合。確保該生物防火塗層能高效阻燃的同時，亦可長期黏附在各種基材表面。

實驗結果證明，該防火塗層具有優越的阻燃及黏附效果。在燃燒測試（按ASTM-D6413標準方法）中，帶有的纖維素結合域的SR蛋白實現了百分之五十的阻燃性能提升，且燃燒過程中無有害化學物釋放。在黏附性測試中，經浸泡和清洗後，塗層仍牢固地附着在基材表面。據該團隊表示，他們曾將木塊分別浸泡到帶有的纖維素結合域的SR蛋白和去離子水，其後控制待測木塊的濕度一致，然後按BS476-4:1970標準進行燃燒測試比較其燃燒時間。實驗結果發現塗上帶有的纖維素結合域的SR蛋白的木塊比浸泡去離子水的木塊阻燃效率提升約兩倍。

這種生物防火塗層的研發，不僅填補了澳門環保防火材料的市場空白，更為眾多防火塗層領域提供了可持續的綠色方案。其不含有害化學物、黏附穩定的特性，有望在未來廣泛應用，逐步替代傳統防火塗層，既降低對人體與環境的潛在風險，也為行業綠色升級提供新方向。

培正基因工程小組