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材料科学家Jeffrey Catchmark显示由他和宾夕法尼亚州医学院斯科特武装博士开发的伤口愈合生物污染块。图像：Patrick Mansell.
搜索聚苯乙烯泡沫塑料的替代物导致生物材料，具有更宽的影响。
每个科学发现都有一个共同点：它始于一个问题。但是，正如宾夕法尼亚州立材料科学家Jeffrey Catchmark将证明，有时候最巧妙的答案来自你甚至不知道的问题。
Catchmark正在通过操纵本质上的操作化合物开发新的生物材料。他与生物材料的研究开始有一个问题：有没有生态友好的替代品蛋白酶？
打开变革
Catchmark没有启动他的材料科学事业，思考他对苯乙绒作用的潜在替代品。他甚至没有开始作为材料科学家。他在电气工程中获得了博士学位，并在电信公司的激光和光学上花了近10年。
2000年，他离开了行业，来到宾夕法尼亚州的纳米制作实验室。之后不久，他采取了更自然的步骤，从电气到生物工程切换领域。
“我研究的最有价值的经历之一就是能够将科学发现转化为有助于世界的东西。”
- 宾夕法尼亚州农业和生物工程教授Jeffrey Catchmark
“正如我已经老了，我学会了更有目的的关于我如何度过时间，”Catchmark说。“看着我在做的工作，我觉得我只是从看到我的研究可能拥有的任何有形影响的一步。作为一个自然情人，我想专注于我的研究可能会影响可持续性的方式，我不能通过激光来做到这一点。“
他把鼻子埋在教科书中，并参加了会议，因为他把它放了，他“没有作为电气工程师的企业。”由于好奇心和大量研究，他在过去17年来的生物工程界中茁壮成长。
意外发现
现在，农业和生物工程教授，Catchmark侧重于他对探索自然衍生的生物材料如何降低世界依赖塑料的研究。
“我们正在寻找一种可以从材料的角度出去的生物材料 - 弹性，耐用和不可渗透的 - 同时生产，”他说。“
作为Postdoc Kai Chi的Catchmark手表用流体涂抹一个可粘性的碗，当干燥时，将形成一个屏障延伸碗的使用寿命，同时保持可生物降解。图像：Patrick Mansell.
他首先看着植物和动物中发现的碳水化合物的多糖长链。Catchmark在植物细胞壁中发现的纤维素归零;淀粉，在各种植物组织中发现;和几丁质，发现在贝类和昆虫的外骨骼中。
独立地，这些聚合物展示了所有物业Catchmark正在寻找。但他和他的团队发现，将静电电荷施加到多糖的配套将它们“锁定在一起，类似于由于静态粘附而与彼此彼此相互粘附的方式。
所得的生物材料是耐用的，可生物化的，并且，根据操纵电荷的方式，可以以各种物理形式生产，从硬，塑料状材料到泡沫和凝胶。
Catchmark发现，尽管存在这些性质，但Biofoam不会保持稳定，足以作为苯乙绒作用的可行替代品，因此他寻找其他可能的应用。在提出他在材料科学讲座的研究时，他很高兴得到斯科特·武士博士，宾夕法尼亚州立医学院和美国陆军储备学院的外科和神经外科教授的热烈兴趣，他看到了潜在的使用伤口和创伤护理的这些材料。
传统的棉绷带倾向于粘在被移除时，有时重新打开伤口。Biofoam Catchmark和Armen开发的是柔性，耐用的，并且可以模塑以适应枪口和弹片引起的伤口。随着愈合进展，它变成了凝胶，慢慢分解成葡萄糖，身体吸收。
“这个潜在的应用程序没有预期，”Catchmark表示。“通过这个发现过程，我们已经了解到，尽管我们认为我们正在寻找，但我们最终发现的东西是更广泛的影响。”
像软海绵一样，这些肿块可以压缩并放入伤口中，在那里它们会扩张以填充空间。密封伤口，缩短出血，促进愈合。随着时间的推移，生物涂鸦分解成葡萄糖，被身体吸收。图像：Patrick Mansell.
创造可持续的未来
Catchmark的生物材料可能导致环保产品，如粘性食品容器和化妆品中的塑料微珠更换，这些产品通常最终在海洋，湖泊和河流中最终。
“潜力从我们的废物流中移除数百万吨塑料，”他说。
虽然他追求这个目标，但Catchmark已经开始追随他的好奇心，沿着另一条意外的道路。
“我明显对我来说，可持续性的工作经常在道德中工作，”他说。“它是关于识别你的价值观并表现出来。”
他加入了宾夕法尼亚州的生物伦理计划和岩石伦理学研究所，他帮助学生将他们的道德和道德价值纳入他们的科学努力。
“我的研究中最有价值的经历之一是能够将科学发现转化为帮助世界的东西，”他说。“如果没有实现一件事，我就无法到达那个点：科学都是关于好奇心的，有时你必须遵循它，看看它在哪里。“
