CN113167014A - 吸收和过滤介质 - Google Patents

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CN113167014A CN201980068711.3A CN201980068711A CN113167014A CN 113167014 A CN113167014 A CN 113167014A CN 201980068711 A CN201980068711 A CN 201980068711A CN 113167014 A CN113167014 A CN 113167014A
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Abstract

本发明公开了角蛋白纤维细胞组分，特别是角蛋白纤维角质层细胞和皮质细胞，以及它们作为吸收和过滤介质以及在隔热材料中的用途。角蛋白纤维细胞组分可以被氧化。与源角蛋白纤维相比，角蛋白纤维细胞组分具有改善的吸收性和过滤能力。角蛋白纤维细胞组分可用于例如用于气体或液体介质的被动吸收和主动过滤的各种产品中。

Description

吸收和过滤介质
技术领域
本发明涉及角蛋白纤维细胞组分，特别是角蛋白纤维角质层细胞和皮质细胞，以及它们作为吸收和过滤介质以及在隔热材料中的用途。
背景技术
纤维蛋白(也称为硬蛋白)通常是惰性的并且不溶于水。纤维蛋白形成形状像棒状或线状的长的蛋白细丝。它们是结构蛋白或储存蛋白。纤维蛋白包括角蛋白、胶原、弹性蛋白和丝心蛋白。
角蛋白纤维包括毛、毛皮、毛发和羽毛。毛是由包括绵羊、山羊、骆驼和兔子的各种动物产生的角蛋白纤维。纤维结构包含表皮、皮层和髓质，尽管细毛可能缺少髓质。
羊毛的直径通常为约10微米至约45微米。纤维直径是与毛质量和价格相关的重要特征。较细的毛较软，适合用于服装制造。对于更强的毛类型，仍然存在有限数量的消费者应用，诸如地板、被褥、室内装饰和手工针织纱。
毛包含三种主要的组织学组分；两种细胞组分和存在于细胞之间并将结构维持在一起的细胞膜复合物。细胞组分为皮层细胞和角质层细胞，皮层细胞包含纤维的内部结构，皮层细胞覆盖形成外层。这种复杂的生物装配在毛囊中由身体在毛生长期间产生。
已知多种方法用于降解毛纤维以释放作为皮质细胞的细胞组分。已经提出了分离的皮质细胞的广泛潜在用途，包括饲料、肥料和毛发护理产品、以及生物复合材料。
毛基材料，诸如松散纤维、织物、角蛋白粉末或胶体溶液和复合毛角蛋白-聚合物纳米纤维膜可以是用于从大气中除去挥发性污染物化合物(例如甲醛、二氧化硫和二氧化氮)和从溶液中除去重金属离子或有机化合物的有用的吸收材料。
但是，尽管毛的吸收和过滤性能是已知的，但是毛纤维在这种应用中的使用受到毛纤维的物理形式和尺寸的限制，限制了使用方式、以及毛吸收和过滤液体和气体污染物的有限能力的限制。
因此，本发明的目的是采取某种方式来避免上述缺点；和/或至少向公众提供有用的选择。
本发明的其他目的可从以下仅作为示例给出的描述中变得明显。
发明内容
在第一方面，本发明提供了用于氧化角蛋白纤维细胞组分的工艺，所述工艺包含：
(a)提供角蛋白纤维细胞组分；和
(b)使角蛋白纤维细胞组分与氧化剂接触以提供氧化的角蛋白纤维细胞组分。
在一个实施方案中，所述角蛋白纤维细胞组分是角蛋白纤维角质层细胞和皮质细胞的组合。在一个实施方案中，角蛋白纤维选自毛、毛皮和毛发。在一个实施方案中，角蛋白纤维为毛。在一个优选的实施方案中，毛是羊毛。
在一个实施方案中，氧化剂选自过氧化氢和臭氧。优选臭氧。
角蛋白纤维细胞组分在与臭氧接触之前可以是基本上干燥的。或者，角蛋白纤维细胞组分可在与臭氧接触之前是湿的。因此，该工艺可以进一步包含：
(c)干燥氧化的角蛋白纤维细胞组分。
本发明还提供了通过本发明的工艺生产的氧化角蛋白纤维细胞组分。本发明还提供了可通过本发明的方法获得的氧化角蛋白纤维细胞组分。
在第二方面，本发明提供氧化的角蛋白纤维细胞组分。
在第三方面，本发明提供一种包含角蛋白纤维细胞组分的吸收产品。在一个实施方案中，角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。
在一个实施方案中，产品是液体吸收产品。产品可用于吸收血液和/或尿液。在一个实施方案中，产品是个人卫生产品。在另一个实施方案中，产品是医疗产品。
在一个实施方案中，产品是气体吸收产品。产品可以是复合泡沫。或者，产品可以是网络结构或纸。在一个实施方案中，产物用于气态污染物的被动吸收。在一个实施方案中，气体选自SO2、NO2、CH2O，或其任何两种或更多种的混合物。
本发明的另一个方面提供了包含角蛋白纤维细胞组分的过滤器。在一个实施方案中，角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。角蛋白纤维细胞组分可包含在复合泡沫、网络结构或纸中。过滤器可以是液体过滤器或气体过滤器。在一个实施方案中，过滤器是香烟过滤嘴。
本发明的另一方面提供一种降低气流中污染物浓度的方法，所述方法包括使所述气流通过包含角蛋白纤维细胞组分的过滤器。在一个实施方案中，角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。在一个实施方案中，污染物选自SO2、NO2、CH2O，或其任何两种或更多种的混合物。
本发明的另一方面提供一种降低液流中污染物浓度的方法，所述方法包括使所述液流通过包含角蛋白纤维细胞组分的过滤器。在一个实施方案中，角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。污染物可以是金属离子。
本发明的另一方面提供一种用于从气体中吸收污染物的方法，所述方法包括使所述气体与包含角蛋白纤维细胞组分的材料接触。本发明还提供一种用于降低气体中污染物浓度的方法，所述方法包含使气体与包含角蛋白纤维细胞组分的材料接触。在一个实施方案中，角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。材料可以是复合泡沫。或者，材料可以是网络结构或纸。在一个实施方案中，污染物选自SO2、NO2、CH2O，或其任何两种或更多种的混合物。
本发明的另一方面提供一种用于从液体中吸收污染物的方法，所述方法包含使液体与包含角蛋白纤维细胞组分的材料接触。本发明还提供一种用于降低液体中污染物浓度的方法，所述方法包含使液体与包含角蛋白纤维细胞组分的材料接触。在一个实施方案中，角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。在一个实施方案中，污染物是金属离子。
本发明的另一方面提供一种用于从液体中吸收金属离子的方法，所述方法包含使液体与包含角蛋白纤维细胞组分的材料接触。本发明还提供一种降低液体中金属离子浓度的方法，所述方法包含使液体与包含角蛋白纤维细胞组分的材料接触。在一个实施方案中，角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。角蛋白纤维细胞组分可包含在复合泡沫、网络结构或纸中。
本发明的另一方面提供角蛋白纤维细胞组分用于降低气体中污染物浓度的用途。本发明还提供了角蛋白纤维细胞组分用于从气体中吸收污染物的用途。在一个实施方案中，角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。角蛋白纤维细胞组分可包含在复合泡沫中。或者，角蛋白纤维细胞组分可包含在网络结构或纸中。在一个实施方案中，污染物选自SO2、NO2、CH2O，或其任何两种或更多种的混合物。
本发明的另一方面提供角蛋白纤维细胞组分用于降低液体中污染物浓度的用途。本发明还提供了角蛋白纤维细胞组分用于从液体中吸收污染物的用途。在一个实施方案中，角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。角蛋白纤维细胞组分可包含在复合泡沫、网络结构或纸中。污染物可以是金属离子。角蛋白纤维细胞组分可包含在复合泡沫、网络结构或纸中。
本发明的另一方面提供角蛋白纤维细胞组分用于降低液体中金属离子浓度的用途。本发明还提供了角蛋白纤维细胞组分用于从液体中吸收金属离子的用途。在一个实施方案中，角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。角蛋白纤维细胞组分可包含在复合泡沫、网络结构或纸中。
本发明的另一方面提供了一种包含角蛋白纤维细胞组分的网络结构。在一个实施方案中，角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。角蛋白纤维细胞组分可用粘合剂粘合。
本发明的另一方面提供了包含角蛋白纤维细胞组分的隔热材料。本发明还提供了角蛋白纤维细胞组分作为隔热材料的用途。在一个实施方案中，角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。角蛋白纤维细胞组分可包含在网络结构中。
本发明的另一个方面提供了包含角蛋白纤维细胞组分的纸。在一个实施方案中，角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。
虽然本发明广泛地如上文所定义，但是本领域技术人员将理解，本发明不限于此，并且本发明还包括以下描述给出示例的实施例。
意图是，对本文公开的数字范围的引用(例如1至10)也包含对该范围内所有合理数字的引用(例如1、1.1、2、3、3.9、4、5、6，6.5、7、8、9和10)以及该范围内的任何有理数范围(例如2至8、1.5至5.5和3.1至4.7)，并且因此，此处明确公开了所有范围的所有子范围。这些仅仅是具体意图的示例，并且所列举的最低值和最高值之间的数值的所有可能组合被认为在本申请中以类似的方式清楚地陈述。
在已经参考专利说明书，其他外部文件或其他信息源的本说明书中，这通常是出于提供讨论本发明的特征的上下文的目的。除非另外具体说明，否则对这些外部文件的引用不应被解释为承认这些文件或这些信息源在任何权限中是现有技术或形成本领域公知常识的一部分。
具体实施方式
如本文所用，跟随名词后的“s”意指名词的复数和/或单数形式。
如本文所用，术语“和/或”意指“和”或“或”，或两者。
本说明书中使用的术语“包含”是指“至少部分由.组成”。当解释本说明书中包括该术语的陈述时，在每个陈述或权利要求中以该术语序言的特征都需要存在，但也可以存在其他特征。诸如“包含(comprise)”、“包含(comprises)”和“包含(comprised)”的相关术语将以相同的方式解释。
本发明广泛地涉及角蛋白纤维细胞组分作为吸收和过滤介质的用途。本发明还涉及角蛋白纤维细胞组分在隔热材料中的用途。
本说明书中使用的术语“角蛋白纤维细胞组分”是指角蛋白纤维角质层细胞、角蛋白纤维皮质细胞、或角蛋白纤维角质层细胞和皮质细胞的组合。优选地，角蛋白纤维细胞组分是角蛋白纤维角质层细胞和皮质细胞的组合。
本说明书基本上涉及从毛获得的角蛋白纤维细胞组分。然而，本发明不限于此，由其他角蛋白纤维例如毛、毛皮和羽毛获得的细胞组分也可用于本发明。在一个优选的实施方案中，角蛋白纤维是毛、毛发或毛皮，或其任何两种或更多种的混合物。在一个优选的实施方案中，毛是羊毛。
已经发现本发明的角蛋白纤维细胞组分有效地吸收和过滤一定范围的气体和液体污染物，并因此适用于例如用于气体或液体介质的被动吸收和主动过滤的各种产品。本发明的角蛋白纤维细胞组分具有高表面积并且提供高度功能性的材料。有利地，本发明的角蛋白纤维细胞组分可以形成不受所述源角蛋白纤维的物理形式和/或尺寸限制的产品。此外，与源角蛋白纤维相比，角蛋白纤维细胞组分具有改善的吸收性和过滤能力。
本发明的角蛋白纤维细胞组分可通过本领域技术人员已知的方法制备。
在一个实施方案中，使用酶促作用和随后进行的机械破碎、优选通过在高剪切速率下混合的组合，由角蛋白纤维制备角蛋白纤维细胞组分。该组合破坏了角蛋白纤维结构并且将角蛋白纤维转化成角质层细胞和皮质细胞的松散组合。
一系列蛋白水解酶，包括木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)的蛋白酶，可用于从角蛋白纤维制备角蛋白纤维细胞组分。在一个实施方案中，使用来自地衣芽孢杆菌的蛋白酶。
例如，使用地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)的蛋白酶对从毛获得的角蛋白纤维细胞组分的扫描电子显微镜分析显示细胞组分不含有完整的毛纤维，而是表皮和皮质细胞的松散集合。即，酶有助于实现毛纤维完全转化为毛细胞组分。毛细胞组分包含比角质层细胞明显更高比例的皮质细胞，因为毛纤维中皮质细胞的天然丰度更高。
使用显微术确定毛皮质细胞的典型尺寸。毛皮质细胞具有椭圆形状并且通常为70-120微米长，直径为4-8微米。
不希望受理论束缚，认为酶的主要作用是破坏角蛋白纤维内的细胞膜复合物，导致结构弱化。因此，该方法通常需要将角蛋白纤维保持在适于酶活性的pH和温度条件下。在一个实施方案中，温度为约25℃至约70℃。优选地，温度为约65℃。在一个实施方案中，pH为约7.5至约8.5。优选地，pH为约8.5。
酶可以以一个或多个等分试样添加至角蛋白纤维。
使角蛋白纤维与所述酶接触足以使角蛋白纤维弱化的时间，使得角蛋白纤维易于机械断裂。在一个实施方案中，时间为约20小时至约36小时。优选地，时间为约24小时。
在酶促作用之后，然后通过机械破碎、优选通过高剪切混合，将角蛋白纤维分解成它们的细胞组分。然而，本发明不限于此，并且可以单独地或以任何组合使用其他形式的机械破碎，如超声和回流破碎。
在另一个实施方案中，使用化学作用和随后进行的机械破碎、优选通过在高剪切速率下混合的组合，由角蛋白纤维制备角蛋白纤维细胞组分。再次，该组合破坏角蛋白纤维结构并将角蛋白纤维转化成角质层细胞和皮质细胞的松散组合。
适用于该实施方案的化学试剂使角蛋白纤维溶胀，包括但不限于甲酸、二甲基亚砜和尿素。优选甲酸。
不希望受理论束缚，认为这些化学试剂破坏角蛋白纤维结构，使纤维溶胀并渗入细胞膜复合物中。
在一个实施方案中，化学试剂是甲酸剂。优选相对高浓度的甲酸，通常至少约80％，优选约98％。
使角蛋白纤维与化学试剂接触足以弱化角蛋白纤维的时间，使得角蛋白纤维易于机械断裂。本领域技术人员将理解，时间可以随不同的化学试剂而变化。在一个实施方案中，时间为约30分钟至约三小时。优选地，时间为约一小时。在一个实施方案中，使角蛋白纤维与化学试剂在约20℃至约40℃的温度下接触。优选地，角蛋白纤维在约20℃的温度下与化学试剂接触。
在化学作用之后，然后通过机械破碎、优选通过高剪切混合，将角蛋白纤维分解成它们的细胞组分。然而，本发明不限于此，并且可以单独地或以任何组合使用其他形式的机械破碎，如超声和回流破碎。
在上述酶促和化学工艺的替代实施方案中，代替高剪切混合或除了高剪切混合之外使用超声以提供将角蛋白纤维解构为其细胞组分所需的机械破碎。在另一个替代实施方案中，使用回流破碎代替高剪切混合或除了高剪切混合之外还使用回流破碎以提供将角蛋白纤维解构为其细胞组分所需的机械破碎。
在上述酶促和化学方法的一个实施方案中，其中角蛋白纤维细胞组分基本上由角质层细胞组成，机械破碎选自超声破碎和回流破碎。
在上述酶促和化学工艺的一个实施方案中，在酶促或化学作用之前对角蛋白纤维进行预处理。该预处理可以从角蛋白纤维去除，或至少部分地去除角质层，或以其他方式破坏角蛋白纤维的表面。
在一个实施方案中，预处理包含超声、磨碎和/或研磨去除。合适的研磨剂包括但不限于碳粉、玻璃纤维和玻璃珠。研磨剂去除可包括使用搅拌器和/或涡旋设备。
在另一个实施方案中，预处理包含氧化。合适的氧化剂包括过氧化氢和臭氧。
可以通过本领域技术人员已知的方法从机械破碎后获得的混合物中分离角蛋白纤维细胞组分。在一个实施方案中，将机械破碎后获得的液体混合物过滤以分离角蛋白纤维细胞组分。例如，63微米目筛可用于分离角蛋白纤维细胞组分。在另一个实施方案中，通过离心机械破碎后获得的混合物来分离角蛋白纤维细胞组分。
分离的角蛋白纤维细胞组分可通过任何合适的方法干燥。在一个实施方案中，在烘箱中在升高的温度下干燥角蛋白纤维细胞组分。在一个实施方案中，在约100℃的最高温度下干燥角蛋白纤维细胞组分。优选地，在约65℃至约85℃的温度下干燥角蛋白纤维细胞组分。在另一个实施方案中，通过冷冻干燥来干燥角蛋白纤维细胞组分。
通常，干燥产生角蛋白纤维细胞组分的干燥团块。干燥的物质可方便地使用例如搅拌器或搅拌机(诸如食品加工机中的刀片)粉碎。该工艺不限于此，也可以使用本领域技术人员已知的其他磨碎技术。干筛分也可用于将所得粉末分级成不同粒度的级分。
所得角蛋白纤维细胞组分适用于根据本发明的各种应用。
特别地，角蛋白纤维细胞组分具有有利地用于吸收和过滤一定范围的气体和液体的性质。
角蛋白纤维细胞组分还可用于隔热材料。
角蛋白纤维细胞组分是具有低堆积密度的轻质的。例如，毛细胞组分具有约33cm3/g的堆密度；与获得它们的原料毛类似。然而，毛细胞组分的表面积显著大于毛的表面积(约900倍)。
与角蛋白纤维相比，这种增加的表面积大大增强了与角蛋白纤维细胞组分的表面性质相关的那些特性。此外，令人惊奇地发现，角蛋白纤维细胞组分的表面特性不同于角蛋白纤维的表面特性。例如，当置于毛表面上的一滴水被毛纤维吸收时，在铺展之前观察到滴水超过300秒。置于毛细胞组分上的一滴水没有成珠，而是立即铺展。不希望受理论的约束，认为这种差异是毛纤维细胞组分与毛相比表面特性不同的结果。认为从毛纤维除去外部脂质层和细胞膜复合物以提供毛细胞组分将毛蛋白质暴露于表面，使得毛细胞组分具有比毛大得多的亲水性表面。
因此，角蛋白纤维细胞组分可用于需要具有液体吸收性质的材料的家庭、商业和工业产品中。更具体地讲，角蛋白纤维细胞组分可与目前用于这些产品中的常规吸收材料组合使用或代替这些常规吸收材料使用；诸如聚丙烯酸钠聚合物和淀粉基吸收剂。
此类产品可用于吸收生物流体，包括但不限于尿液和血液。
在一个实施方案中，产品是个人卫生产品。这种个人卫生产品包括但不限于婴儿或成人尿布和失禁产品以及衬垫、棉塞和女性护理吸收垫。
在另一个实施方案中，产品用于吸收血液。这种产品可包括各种上述个人卫生产品，以及医疗产品，例如医用海绵、伤口敷料和外科敷料，包括用于例如在手术期间或创伤之后的血液吸收的止血敷料。
在一个实施方案中，使角蛋白纤维细胞组分与氧化剂接触。合适的氧化剂包括过氧化氢和臭氧。优选臭氧。在一个实施方案中，臭氧浓度为约160ppm至约180ppm。在一个实施方案中，臭氧与空气混合。在一个实施方案中，使角蛋白纤维细胞组分与臭氧接触约60分钟至约180分钟。在另一个实施方案中，使角蛋白纤维细胞组分与臭氧接触约180分钟。
角蛋白纤维细胞组分可在分离后和湿润时或干燥后与臭氧接触。通常，当湿润时，角蛋白纤维细胞组分通常包含约80％(w/w)的水分。干燥后，角蛋白纤维细胞组分包含约15％(w/w)的水分。然而，本发明不限于这些水分含量并且还可以使用具有其他水分含量的角蛋白纤维细胞组分。
已经发现毛细胞组分的氧化显着地增加了它们吸收水或生物流体(诸如血液或盐水)的能力。不希望受理论束缚，认为这种液体吸收性的增加是由于角蛋白纤维细胞组分内和表面上的氨基酸基团的氧化，从而提供了极性更大的材料。例如，氨基酸胱氨酸可以通过氧化剂氧化成半胱磺酸，从而增加角蛋白纤维细胞组分的极性和液体吸收性。
令人惊奇的是，在用臭氧氧化之后，已经发现毛细胞组分的液体吸收性在盐水负载下吸收(AUL)测试中增加了约30％。相反，在用臭氧氧化后，毛显示盐水AUL测试没有增加。
除了它们与完整的角蛋白纤维相比增加的液体吸收性之外，令人惊奇地发现角蛋白纤维细胞组分与完整的角蛋白纤维相比具有显著增加的气体吸收性。例如，已经发现毛纤维细胞组分与完整的毛相比是用于被动吸收和去除气态污染物(诸如二氧化硫、二氧化氮和甲醛)的有效得多的材料。
通过将角蛋白纤维细胞组分并入形成环境的一部分的各种材料中，角蛋白纤维细胞组分可用于被动吸收污染物。包括角蛋白纤维细胞组分的此类材料可形成室内或室外环境的一部分，从而改善该环境的空气质量。
在该实施方案和其他实施方案中，角蛋白纤维细胞组分可形成例如纸张、膜或材料。或者，可以将角蛋白纤维细胞组分并入纸张、膜或材料如泡沫或复合材料中。
例如，角蛋白纤维细胞组分可以包括在复合泡沫中。在一个实施方案中，在柔性聚氨酯泡沫中包括角蛋白纤维细胞组分，所述角蛋白纤维细胞组分按重量计占所述泡沫的约5％。发现包含毛细胞组分的这种泡沫比不含毛细胞组分的相同泡沫多吸收5％的二氧化氮气体。
或者，角蛋白纤维细胞组分可包括在纸中。有利地，角蛋白纤维细胞组分可用作常规造纸工艺中纤维素纸浆(例如木浆)的一部分的替代物。在一个实施方案中，纸包含按质量计约1％至约80％、或约10％至约80％、或约20％至约80％、或约30％至约80％、或约40％至约80％、或约50％至约80％、或约60％至约80％的所述角蛋白纤维细胞组分。在一个优选的实施方案中，纸包含按质量计约70％的角蛋白纤维细胞组分。
作为进一步的替代方案，角蛋白纤维细胞组分可包括在网络结构中，其中角蛋白纤维细胞组分通过粘合剂结合在一起。在一个实施方案中，网络结构包含按质量计约50％至约90％、或约60％至约90％、或约65％至约90％、或约66％至约89％、或约70％至约90％的角蛋白纤维细胞组分。在一个实施方案中，网络结构包含按质量计约80％的角蛋白纤维细胞组分。
用作网络结构中粘结剂的合适粘合剂对于本领域技术人员而言是显而易见的，并且包括但不限于环氧树脂、氰基丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯、乙烯乙酸乙烯酯、聚氨酯、可溶性蛋白质、聚乳酸(包括低熔融温度聚乳酸)、低熔融温度聚酯、淀粉、纤维素和其他喷涂粘合剂。在优选的实施方案中，粘合剂是氰基丙烯酸酯。
除了它们在被动吸收和去除气态污染物中的应用之外，还令人惊奇地发现角蛋白纤维细胞组分可用于主动过滤和去除气态污染物。例如，已经发现毛细胞组分与完整的毛相比是用于主动过滤和去除气态污染物(诸如二氧化硫、二氧化氮和甲醛)的有效得多的材料。还已经发现毛细胞组分是用于主动过滤和除去蒸气(诸如油蒸气)的有效材料。
因此，通过将角蛋白纤维细胞组分单独或与其他过滤介质组合并入气体过滤装置中，角蛋白纤维细胞组分可用于污染物气体的主动过滤。类似地，通过将角蛋白纤维细胞组分单独地或与其他过滤介质组合地并入气体过滤装置中，角蛋白纤维细胞组分可用于蒸气(诸如污染物蒸气)的主动过滤。
在一个实施方案中，将角蛋白纤维细胞组分并入个人防护设备中，诸如工作场所防毒面具，用于室外以防止城市污染的个人过滤面罩，或并入用于使气体流到嘴和/或鼻子以促进呼吸的其他过滤装置中。在另一个实施方案中，将角蛋白纤维细胞组分并入室内空气过滤装置中，诸如用于以减少有害气体、蒸气、颗粒和气味的家庭和/或工业通风中的过滤装置。
在另一个实施方案中，角蛋白纤维细胞组分用于在家庭或商业烹饪环境中控制蒸气和/或气味。例如，角蛋白纤维细胞组分可用于在通风橱或其他强制气体过滤系统中除去水分和/或油蒸气。然而，本发明不限于此，并且角蛋白纤维细胞组分可用于在其他家庭、商业或工业应用中去除水分和/或油蒸气。
考虑到它们在吸收和除去诸如甲醛的污染物中的用途，角蛋白纤维素组分也可用于替代香烟中的标准纤维素过滤嘴。这种过滤器还有利地在使用期间从通过过滤器抽吸的烟雾中捕获颗粒和焦油。
还令人惊奇地发现角蛋白纤维细胞组分可有效地从含水体系中除去污染物，特别是金属离子。在一个实施方案中，金属离子是铜离子。
在另一个实施方案中，角蛋白纤维细胞组分用于隔热。例如，可以使用上述网络结构来代替或补充传统的隔热体，诸如聚酯或羽绒。有利地，包含角蛋白纤维细胞组分的网络结构可形成适于用作例如垫料、棉胎或填料的材料。
本发明还可以广义地描述为包括在本申请的说明书中单独地或共同地提及或指示的部分、元件和特征，在所述部分、元件或特征中的两个或更多个的任何或所有组合中，并且其中在本文中提及的特定整数在本发明涉及的领域中具有已知的等同物，这些已知的等同物被认为并入本文，如同单独阐述一样。
提供以下非限制性实施例以说明本发明而绝不限制其范围。
实施例
实施例1-毛细胞组分的制备
实施例1a-酶促
使用以下程序由450g毛制备一批毛细胞组分：
在12L容器中预混合10L 1.5g/L偏亚硫酸氢钠和0.5g/L柠檬酸的溶液并加热至65℃；
用稀氢氧化钠将预混物的pH调节至8.5；
加入5％质量的Protex 6L(得自地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)的选定菌株的细菌碱性蛋白酶)；
向溶液中加入450g干净的短切毛并在pH 8.5和65℃下浸渍8小时；
在pH 8.5和65℃下向容器中加入1％质量的Protex 6L并使其完全浸没另外16小时；
使用适用于纤维材料的开齿转子，在具有55mm直径混合头的容器中在约13000rpm下使用高剪切混合浆料30分钟；
将混合物转移至筛网过滤器并通过63微米筛网筛分；
用水冲洗；
冻干保留物；
在食品加工机中松开得到的干毛细胞组分。
实施例1b-甲酸
将具有约10mm的小片长度的0.8g毛在室温下浸入在大沸腾管中的80ml 98％甲酸中并放置1小时。
所得混合物使用高剪切分散探针在18000rpm下加工，具有用于纤维材料的开放齿转子，高剪切混合持续20个1分钟突发和在突发之间在冰浴中冷却1分钟的循环。
然后将所得浆液通过63、32和20微米目筛进行筛分。大部分皮层细胞收集在63微米筛上。
随后的实施例使用通过实施例1a的方法制备的毛细胞组分。
实施例2-二氧化硫(SO2)气体的吸收/过滤
实施例2a-毛细胞组分对SO2的吸收
使用在金属丝网笼内部含有5g毛细胞组分的玻璃室(3.5L体积)和具有可互换的SO2传感器的便携式空气质量监测装置测量毛纤维细胞组分对SO2的吸收。还测试了完整毛纤维和对照体系(在金属丝网笼中没有毛细胞组分或毛纤维)的SO2气体吸收能力以进行比较。
SO2从商业供应的气瓶(10ppm SO2)流入室(有或没有毛细胞组分或毛纤维)持续4.5分钟。然后关闭该室并随后监测密封室内气体浓度的降低。在不存在毛细胞组分或毛纤维的情况下，在4.5分钟时在室中检测到SO2的浓度为约10ppm(SO2传感器的标称最大检测极限)。在室关闭之后，在气体浓度在25分钟降低至5.2ppm之前，检测到SO2浓度的少量增加(在5.5分钟时最大浓度为11.5ppm)，表明对照体系(没有毛细胞组分或毛纤维)吸收一些SO2。
在毛纤维完整的情况下，SO2气体的吸收更快。在室关闭之前测量的最大SO2浓度在室中使用毛纤维时较低(在4.5分钟后为5.7-5.8ppm)。这归因于毛纤维在进入室时吸收SO2气体。在室关闭之后，在气体浓度在25分钟降低至0.2-0.3ppm之前，检测到SO2浓度的少量增加(在5-5.5分钟时6.2-6.5ppm)。
毛细胞组分比完整的毛纤维吸收更多的SO2。在室关闭之前测量的最大SO2浓度对于系统中的毛细胞组分较低(4.5分钟时，4.5-5.4ppm)。这归因于毛细胞组分在进入室时吸收更多的SO2气体。在室关闭之后，在气体浓度在25分钟降低至0.05ppm之前，检测到SO2浓度的少量增加(在5分钟时，4.9-5.7ppm)。
总之，与当不存在毛细胞组分或毛时55％的气体和当存在相同质量的完整毛时95％的气体相比，99％的SO2气体在25分钟内被密封室中的毛细胞组分吸收。
实施例2b-通过毛细胞组分过滤SO2
使用由在中间具有多孔玻璃料的玻璃管组成的‘过滤管’测量通过毛细胞组分的SO2过滤。将样品(1g)放置在玻璃管内部，并且SO2气体(25ppm)从商业供应的气瓶流过玻璃过滤管，经过样品，到达含有Aeroqual空气质量监测装置的室。该装置具有可互换的SO2传感器，其检测离开过滤装置的SO2气体浓度。
当过滤管中存在毛细胞组分(1g)时，在系统出口处检测到30分钟的可忽略量的SO2气体。这归因于毛细胞组分吸收了通过该系统的大部分SO2气体。在30分钟之后，在系统出口处检测到的SO2气体浓度稳定地增加，直到在56分钟时达到10ppm SO2的水平(10ppm是由Aeroqual指定的SO2传感器的最大检测极限)。
当玻璃过滤管中不存在样品时，Aeroqual传感器在约4分钟后检测到10ppm SO2。此外，观察到完整的毛纤维在过滤SO2时非常差。当过滤管中存在毛纤维(1g)时，7分钟后在系统出口处检测到10ppm SO2。
实施例3-二氧化氮(NO2)气体的吸收/过滤
实施例3a-毛细胞组分对NO2的吸收
使用在金属丝网笼内部含有5g毛细胞组分的玻璃室(3.5L体积)和具有可互换的NO2传感器的便携式空气质量监测装置测量毛细胞组分对NO2的吸收。还测试了完整毛纤维和对照体系(在金属丝网笼中没有毛细胞组分或毛纤维)的NO2气体吸收能力以进行比较。
NO2从商业供应的气瓶(5ppm NO2)流入室(有或没有毛细胞组分或毛纤维)持续2.5分钟。然后关闭该室并随后监测密封室内气体浓度的降低。在不存在毛细胞组分或毛纤维的情况下，在2.5分钟时在室中检测到NO2的浓度为1.21-1.34ppm(NO2传感器的标称最大检测极限时1ppm NO2)。在室关闭之后，在气体浓度在25分钟降低至0.50-0.62ppm之前，检测到NO2浓度的少量增加(在3.5分钟时最大浓度为1.37-1.42ppm)，表明对照体系(没有毛细胞组分或毛纤维)吸收一些NO2。
完整毛纤维对NO2的吸收与对照体系相似。在室中具有毛纤维的情况下，在2.5分钟(室关闭之前)检测到的NO2浓度为1.11-1.23ppm。室关闭后，NO2浓度增加至1.32-1.33ppm，然后在25分钟降低至0.30-0.50ppm。因此，完整的毛纤维仅比对照体系稍微吸收更多的NO2。
在毛细胞组分的存在下，NO2的吸收相当快。在室关闭之前测量的最大NO2浓度对于室中的毛细胞组分较低(在2.5分钟时，0.59-0.62ppm)。这归因于毛细胞组分在其进入室时吸收NO2气体。在室关闭之后，在浓度在14-15分钟降低至0ppm之前，检测到NO2浓度的少量增加(在3分钟时，0.76ppm)。
总之，与当不存在毛细胞组分或毛在25分钟中56％的气体和当存在相同质量的完整毛时59％的气体相比，在14-15分钟内从含有毛细胞组分的密封室中吸收了100％的NO2气体。
实施例3b-通过毛细胞组分过滤NO2
使用由在中间具有多孔玻璃料的玻璃管组成的‘过滤管’测量通过毛细胞组分的NO2过滤。将样品(1g)放置在玻璃管内部，并且NO2气体(5ppm)从商业供应的气瓶流过玻璃过滤管，经过样品，到达含有Aeroqual空气质量监测装置的室。该装置具有可互换的NO2传感器，其检测离开过滤装置的NO2气体浓度。
当过滤管中存在毛细胞组分(1g)时，在过滤系统出口处检测到的NO2浓度从实验开始稳定增加，直到在14分钟时达到1ppm的最大NO2传感器检测极限。
当玻璃过滤管中不存在样品时，Aeroqual传感器在约5分钟后检测到1ppm NO2。此外，观察到完整的毛纤维在过滤NO2时非常差。当过滤管中存在毛纤维(1g)时，仅6分钟后在系统出口处检测到1ppm NO2。
实施例4-甲醛(CH2O)气体的吸收/过滤
实施例4a-毛纤维细胞组分对甲醛的吸收
在金属丝网笼内部含有5g毛细胞组分的玻璃室(3.5L体积)和具有可互换的SO2传感器的便携式空气质量监测装置内，测量毛纤维细胞组分对SO2的吸收。通过用热板将溶解在磷酸盐缓冲液(pH 7.3)中的多聚甲醛的1.25％(w/w)溶液加热至30℃，在第二密封室中原位产生CH2O气体。使用真空泵将产生的CH2O气体抽入实验室内。还检查了完整毛纤维和对照体系(在金属丝笼中不含毛纤维细胞组分或毛纤维)的CH2O气体吸收能力以进行比较。
将CH2O引入到实验室(有或没有毛细胞组分或毛纤维)中4分钟，然后关闭室，随后监测密封室内CH2O气体浓度的降低。在不存在毛细胞组分或毛纤维的情况下，在4分钟时在室中检测到CH2O的浓度为8.5-8.8ppm(CH2O传感器的最大检测极限时10ppm)。在室关闭之后，在气体浓度在25分钟降低至6.1-6.4ppm之前，检测到CH2O浓度的少量增加(在5分钟时最大浓度为9.0-9.2ppm)，表明对照体系(没有毛细胞组分或毛纤维)吸收一些CH2O。
当室内有完整的毛纤维时，更多的CH2O被吸收。最初，在室关闭之前检测到的最大CH2O浓度(在4分钟时8.0-9.4ppm)与对于对照体系检测到的类似。在关闭该室后，检测到CH2O浓度的进一步的少量增加(5分钟后8.2-10.1ppm)。然后CH2O浓度在25分钟时降低至1.7-2.0ppm，表明毛纤维比对照体系吸收更多的CH2O。
在毛细胞组分的存在下，CH2O气体的吸收更迅速。在室关闭之前测量的最大CH2O浓度对于室中的毛细胞组分低得多(在4分钟时，4.0-4.2ppm)。这归因于毛细胞组分在其进入室时吸收CH2O气体。在室关闭之后，在气体浓度在25分钟降低至0.1ppm之前，检测到CH2O浓度的少量增加(在4.5-5分钟时，4.5ppm)。
总之，毛细胞组分在吸收甲醛方面是有效的；与当不存在毛细胞组分或毛时在25分钟中41％的气体和当存在相同质量的完整毛时80％的气体相比，在25分钟中从密封室中除去98％的甲醛。
实施例4b-通过毛细胞组分过滤甲醛
使用由在中间具有多孔玻璃料的玻璃管组成的‘过滤管’测量通过毛细胞组分的CH2O过滤。通过用热板将4％甲醛在磷酸盐缓冲液(pH 7.2)中的溶液加热至30℃，在密封室中原位产生CH2O气体。使用真空泵将气体抽吸通过过滤管，经过样品(每次1g)并进入含有空气质量监测装置的第二室，所述空气质量监测装置具有可互换的CH2O传感器，检测离开过滤装置的CH2O气体浓度。
当玻璃过滤管中不存在样品时，传感器在约1.5-1.75分钟后检测到10ppm CH2O(CH2O传感器的最大检测限为10ppm)。
进行三次重复实验以测量在毛细胞组分(1g)存在下的CH2O过滤。试验过程中过滤系统出口检测到的CH2O浓度从测量开始稳定增加，但系统出口检测到最大CH2O传感器检出限为10ppm前的总时间变化较大(26-62分钟)。
这种大的变化归因于在影响甲醛气体浓度的实验之间室温的变化。所产生的甲醛气体的量是温度依赖性的。在测量期间，将产生气体的甲醛溶液的温度控制在30±3℃，而不控制室温。认为当通过使用真空泵的过滤装置抽取与甲醛气体混合的空气时，与甲醛气体混合的空气的温度变化最可能引起甲醛气体浓度的变化，这导致在系统出口处检测10ppm甲醛所需的时间中观察到的变化。
实施例5-香烟烟雾的过滤
含有毛纤维细胞组分的香烟过滤嘴通过将松散的毛纤维细胞组分(0.1g，标准纤维素过滤嘴的重量)装入由从香烟中取出的纤维素过滤嘴占据的相同体积中来制造。然后将包含标准纤维素过滤嘴或毛细胞组分过滤嘴的香烟安装并密封到一片PVC管的端部中。点燃香烟，然后使用真空泵在烟草燃烧时通过香烟过滤嘴向后抽吸烟雾。
在暴露于抽吸的香烟烟雾之前，纤维素过滤嘴和毛纤维细胞组分都是白色的。在香烟燃烧期间，与具有纤维素过滤嘴的香烟相比，具有毛纤维细胞组分的香烟的燃烧慢得多。暴露后，观察到纤维素过滤嘴沿过滤嘴长度方向为黄色/棕色。毛细胞组分过滤材料在最接近烟草的一侧为黄色/棕色，但相对端仍为白色。该观察结果表明，毛纤维细胞组分在从抽吸的香烟烟雾中捕获颗粒和焦油方面更好。扫描电子显微镜(SEM)图像显示在暴露于香烟烟雾后，在黄色/棕色纤维素纤维和黄色/棕色毛细胞组分上形成厚涂层。
实施例6-在用臭氧处理之前和之后通过毛和毛纤维细胞组分的水分吸收
将干毛和毛细胞组分用臭氧处理60分钟。将湿毛细胞组分用臭氧处理180分钟。使用房间除臭器产生臭氧，并且流中的臭氧浓度为约160-180ppm。
使用标准负载下吸收(AUL)方案，在0.5psi(3.45kPa)的压力下测量所有材料吸收0.9％盐水溶液的能力。使用具有用电缆扎带固定在端部上的57μm孔径的一片尼龙筛网的玻璃圆筒。将毛或毛纤维细胞组分材料(总质量0.3g)倒入圆筒中，并使重量(总质量235g)在圆筒内滑动。将该装置称重，然后放置在含有40mm孔隙率0烧结玻璃盘的皮氏培养皿的顶部上，其中滤纸(等级541，22μm孔径)在顶部切割至尺寸。将0.9％的盐水溶液倒入皮氏培养皿中直至玻璃盘的顶部。整个系统用玻璃缸覆盖并放置浸泡60分钟。60分钟后，再次称重该装置。
通过将浸泡前后装置的质量差除以加入到圆筒中的毛或毛细胞组分材料的质量，计算每种未处理的或臭氧处理的毛或毛细胞组分材料的负载下吸收能力(AUL)(g/g)(参见下表)。臭氧处理提高了毛细胞组分吸收盐水溶液的能力。
表1：有和没有臭氧处理的毛和毛纤维细胞组分的AUL。
材料 处理 AUL(g/g)
毛 无 1.55
毛 干臭氧(60分钟) 1.27
毛细胞组分 无 5.87
毛细胞组分 干臭氧(60分钟) 7.23
毛细胞组分 干臭氧(180分钟) 6.71
毛细胞组分 湿臭氧(180分钟) 7.63
实施例7-使用毛细胞组分作为泡沫添加剂
将毛细胞组分加入到聚氨酯和异氰酸酯泡沫的刚性和柔性形式中。在泡沫形成期间添加毛细胞组分以产生富含毛细胞组分的泡沫。
在一个实验中，将90g市售柔性聚氨酯两锅混合物的A部分与90g相同市售柔性聚氨酯两锅混合物的B部分混合。在混合这两部分之后，立即添加并混合入10g毛细胞组分。泡沫的膨胀持续5分钟并且泡沫固化过夜。
实施例8-通过作为泡沫添加剂的毛细胞组分吸收/过滤二氧化氮(NO2)气体
使用在金属丝网笼内部含有2g柔性聚氨酯泡沫样品的玻璃室(3.5L体积)和具有可互换的NO2传感器的便携式空气质量监测装置测量含有0和5％毛细胞组分(w/w)的柔性聚氨酯泡沫对NO2吸收。还测试了对照体系(在金属丝网笼中没有柔性聚氨酯泡沫)的NO2气体吸收能力以进行比较。
从商业供应的气瓶(5ppm NO2)将NO2流入室(具有或不具有含有0或5％w/w毛细胞组分的柔性聚氨酯泡沫)持续1.5分钟。然后关闭该室并随后监测密封室内气体浓度的降低。在不存在柔性聚氨酯泡沫的情况下，在1.5分钟时在室中检测到的NO2浓度为0.90-1.28ppm(NO2传感器的标称最大检测极限为1ppm NO2)。在室关闭之后，在气体浓度在25分钟降低至1.01-1.06ppm之前，检测到NO2浓度的少量增加(在2.5-3分钟时最大浓度为1.60-1.77ppm)，表明对照体系(没有柔性聚氨酯泡沫)吸收一些NO2。
在柔性聚氨酯泡沫体的存在下从该体系吸收更大量的NO2。在室中具有柔性聚氨酯泡沫(0％毛细胞组分)的情况下，在1.5分钟(室关闭之前)检测到的NO2浓度为0.94-1.15ppm。室关闭后，NO2浓度在2.5分钟增加到1.53-1.59ppm，然后在25分钟降低到0.24-0.28ppm。因此，与对照体系相比，不具有毛细胞组分的柔性聚氨酯泡沫吸收显著更多的NO2。
向柔性聚氨酯泡沫中添加5％毛细胞组分(w/w)增加了所吸收的NO2气体的量。使用在室中含有5％毛细胞组分(w/w)的柔性聚氨酯泡沫，在室关闭之前测量的最大NO2浓度在1.5分钟时为0.95-1.05ppm。在室关闭之后，检测到NO2浓度的少量增加(在2.5分钟时，1.53-1.63ppm)，在25分钟时降低到0.19-0.22ppm。
实施例9-用毛细胞组分去除金属离子
将毛细胞组分(1g)浸入50mL含有3ppm CuSO4的水溶液中。使用铜测试条(Instra-测试条，Cu 0-3ppm)来量化浸入毛细胞组分之前和之后溶液中铜离子的量。将毛细胞组分在CuSO4溶液中浸泡2分钟后，溶液中检测到的铜含量从3ppm降至0ppm。
实施例10-使用毛细胞组分作为纸添加剂
毛纤维细胞组分在由木浆制成的其他常规纸中用作添加剂。所得纸张保留了传统纸的物理特性。
将毛细胞组分和未漂白的纤维-水泥级牛皮纸木浆在软化水中稀释至1.2％稠度并浸泡过夜。然后使用TAPPI(制浆造纸工业技术协会)标准T2O5中规定的标准粉碎机以3000rpm分散所得浆料20分钟。然后将浆料在塑料桶中在软化水中进一步稀释至0.3％稠度。通过Whatman 113过滤器过滤浆料来确认稠度，基于105℃烘箱干燥。
然后将浆料共混以达到基于预定稠度的按干质量计70％毛细胞组分和30％木浆的比率，以根据T2O5在60至150gsm的基重下在Messmer纸张成型机上产生159cm直径的手抄纸。将产生单个手抄纸的适量的每种浆料预称重到塑料壶中。将粘合剂(阳离子淀粉(Q500，Manildraut))制备为1％w/v溶液，并基于干手抄纸固体以在0.5和10mg/g之间的剂量加入。将每个手抄纸所需量的粘合剂溶液量入塑料壶中并用足够的去离子水以1:10稀释。然后将浆料的壶快速倒入粘合剂的壶中以实现混合；重复该操作共5次。最后，将壶内容物转移至手抄纸制造机并形成纸张。根据T205和TAPPI标准T402，将手抄纸分层(转移到吸墨纸上)，压制，干燥并调节。
分别使用TAPPI标准T550、T220、T494、T414、T 403和T 460测试经调节的手抄纸的水分含量、克重、厚度(卡尺)、密度/松密度、拉伸强度、撕裂强度、爆破强度和透气性。与100％木浆纸张相比，70％毛细胞组分纸张的爆破强度较低(与1.36kPa.m2/g相比为0.75)，70％毛细胞组分纸张的透气性是100％木浆纸张的透气性的5倍(与1s/300ml，1.22kPa相比为5)。这表明当用作去除污染气体的气体过滤介质时，利用如上所述的气体吸收性能，对于70％毛细胞组分纸张的优异性能，以及当用于如上所述的液体过滤时，在金属离子去除方面的优异性能。
发现70％毛细胞组分纸张有效地吸收油蒸气。在18L/min的空气流流速下，包含15.3L/min的清洁空气与2.7L/min的油蒸气气溶胶的组合的空气流，穿过具有100cm2的表面积和0.03m/s的面速度的70％的毛细胞组分纸张，观察到94.8％的过滤效率。
实施例11-使用毛细胞组分产生网络结构。
使用粘合剂将毛细胞组分粘结在一起，提供保持原始毛细胞组分的吸收特性并具有有用的隔热性的高度多孔、高体积网络结构。
将毛细胞组分(2g)在空气流中与20ml在二氯甲烷中的5％氰基丙烯酸酯粘合剂共混，使用玻璃喷嘴在20psi下以细喷雾形式呈现。这种布置提供了自由移动的松散毛细胞组分的中断空气流，松散毛细胞组分与小溶剂液滴相互作用，将毛细胞组分结合在一起形成网络。镜检显示网络由通过氰基丙烯酸酯粘合剂结合在一起的毛细胞组分组成。
网络的体积比毛纤维细胞组分大5倍；即固定质量的网络具有比相同质量的毛细胞组分大5倍的体积。发现该网络保留了对于如上所述的毛纤维细胞组分所观察到的气体吸收特性。因此，该网络的物理形式对于制备用于气体或液体污染物去除的过滤器部件是有用的。
实施例12-使用毛细胞组分网络用于隔热应用。
评价了毛细胞组分网络样品与标准隔热产品(包括鹅绒和聚酯填充物)的隔热性能，并发现其作为隔热材料是有效的。
通过使用ASTM D1518的修改版本评估隔热性能：使用热板的棉胎系统的热阻。在静止空气条件下，将隔热材料样品放置在罩下的设定为35℃的热板上的150mm区域中。将材料加热60分钟，然后放置冷却。测量了材料的温度、罩内的空气温度和热板温度。
表2显示了加热60分钟后每种材料的温度和冷却60分钟后与空气的温度差。
表2：毛细胞组分网络的隔热性能
材料 材料温度达到(℃) 空气温差(℃)
聚酯 38.13 +2.50
羽绒 42.23 +4.21
毛细胞组分网络 40.71 +3.68
本发明的范围并不仅限于上述实施例。如所属领域的技术人员将了解，在不脱离如所附权利要求书中陈述的本发明的范围的情况下，许多变化是可能的。因此，本领域的技术人员将理解，以上描述仅通过说明的方式提供，并且本发明不限于此。

Claims (62)

1.一种氧化角蛋白纤维细胞组分的工艺，所述工艺包含：
(a)提供角蛋白纤维细胞组分；和
(b)使所述角蛋白纤维细胞组分与氧化剂接触以提供氧化的角蛋白纤维细胞组分。
2.如权利要求1所述的工艺，其中所述角蛋白纤维细胞组分是角蛋白纤维角质层细胞和皮质细胞的组合。
3.如权利要求1或2所述的工艺，其中所述角蛋白纤维选自毛、毛皮和毛发。
4.如权利要求1-3中任一项所述的工艺，其中所述角蛋白纤维是羊毛。
5.如权利要求1-4中任一项所述的工艺，其中所述氧化剂选自过氧化氢和臭氧。
6.如权利要求1-5中任一项所述的工艺，其中所述氧化剂是臭氧。
7.如权利要求5或6所述的工艺，其中所述角蛋白纤维细胞组分在与臭氧接触之前基本上是干燥的。
8.如权利要求5或6所述的工艺，其中所述角蛋白纤维细胞组分在与臭氧接触之前是湿的。
9.如权利要求8所述的工艺，进一步包含：；
(c)干燥所述氧化的角蛋白纤维细胞组分。
10.氧化的角蛋白纤维细胞组分。
11.一种包含角蛋白纤维细胞组分的吸收产品。
12.如权利要求11所述的产品，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。
13.如权利要求11或12所述的产品，其中所述产品是液体吸收产品。
14.如权利要求13所述的产品，其中所述产品是个人卫生产品。
15.如权利要求13所述的产品，其中所述产品是医疗产品。
16.如权利要求11-15中任一项所述的产品，其中所述产品用于吸收血液。
17.如权利要求11-15中任一项所述的产品，其中所述产品用于吸收尿液。
18.如权利要求11或12所述的产品，其中所述产品是气体吸收产品。
19.如权利要求18所述的产品，其中所述产品是复合泡沫。
20.如权利要求18所述的产品，其中所述产品是网络结构。
21.如权利要求18所述的产品，其中所述产品是纸。
22.如权利要求18-21中任一项所述的产品，其中所述气体选自SO2、NO2、CH2O，或其任何两种或更多种的混合物。
23.如权利要求18-22中任一项所述的产品，其中所述产品用于气态污染物的被动吸收。
24.一种过滤器，其包含角蛋白纤维细胞组分。
25.如权利要求24所述的过滤器，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维组分。
26.如权利要求24或25所述的过滤器，其中所述过滤器是液体过滤器。
27.如权利要求24或25所述的过滤器，其中所述过滤器是气体过滤器。
28.如权利要求24-27中任一项所述的过滤器，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含在复合泡沫中。
29.如权利要求24-27中任一项所述的过滤器，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含在网络结构中。
30.如权利要求24-27中任一项所述的过滤器，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含在纸中。
31.一种降低气流中污染物浓度的方法，所述方法包含使所述气流通过包含角蛋白纤维细胞组分的过滤器。
32.如权利要求31所述的方法，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。
33.如权利要求31或32所述的方法，其中所述污染物选自SO2、NO2、CH2O，或其任何两种或更多种的混合物。
34.一种降低液流中污染物浓度的方法，所述方法包含使所述液流通过包含角蛋白纤维细胞组分的过滤器。
35.如权利要求34所述的方法，其中所述角蛋白纤维组分包含氧化的角蛋白纤维组分。
36.如权利要求34或35所述的方法，其中所述污染物是金属离子。
37.一种用于从气体中吸收污染物的方法，所述方法包含使所述气体与包含角蛋白纤维细胞组分的材料接触。
38.如权利要求37所述的方法，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。
39.如权利要求37或38所要求保护的方法，其中所述污染物选自SO2、NO2、CH2O，或其任何两种或更多种的混合物。
40.如权利要求37-39中任一项所述的方法，其中所述材料是复合泡沫。
41.如权利要求37-39中任一项所述的方法，其中所述材料为网络结构。
42.如权利要求37-39中任一项所述的方法，其中所述材料是纸。
43.一种用于从液体中吸收污染物的方法，所述方法包含使所述液体与包含角蛋白纤维细胞组分的材料接触。
44.如权利要求43所述的方法，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。
45.如权利要求43或44所述的方法，其中所述污染物是金属离子。
46.角蛋白纤维细胞组分用于降低气体中污染物浓度的用途。
47.如权利要求46所述的用途，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。
48.如权利要求46或47所述的用途，其中所述污染物选自SO2、NO2、CH2O，或其任何两种或更多种的混合物。
49.如权利要求46-48中任一项所述的用途，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含在复合泡沫中。
50.如权利要求46-48中任一项所述的用途，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含在网络结构中。
51.如权利要求46-48中任一项所述的用途，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含在纸中。
52.角蛋白纤维细胞组分用于降低液体中污染物浓度的用途。
53.如权利要求52所述的用途，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。
54.如权利要求52或53所述的用途，其中所述污染物是金属离子。
55.一种包含角蛋白纤维细胞组分的网络结构。
56.如权利要求55所述的网络结构，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。
57.如权利要求55或56所述的网络结构，其中所述角蛋白纤维细胞组分用粘合剂结结。
58.一种隔热材料，其包含角蛋白纤维细胞组分。
59.如权利要求58所述的隔热材料，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。
60.如权利要求58或59所述的隔热材料，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含在网络结构中。
61.一种纸，其包含角蛋白纤维细胞组分。
62.如权利要求61所述的纸，其中所述角蛋白纤维细胞组分包含氧化的角蛋白纤维细胞组分。
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