Исследователи из Института технологического инжиниринга Китайской академии наук разработали семейство экологически чистых стекол, изготовленных из биологически полученных аминокислот или пептидов. В отличие от традиционных стекол, они поддаются биологическому разложению и подходят для биообработки.
Широкое использование небиодеградируемого стекла, от которого невозможно избавиться естественным путем, представляет долгосрочную угрозу для окружающей среды и является социальным бременем. Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, направлено на решение этой проблемы.
Однако производство экологически чистого биологического стекла является сложной задачей, поскольку биомолекулы обладают низкой термической стабильностью и легко разлагаются при высоких температурах, обычно используемых в производстве стекла. Чтобы преодолеть эту проблему, исследователи использовали химически модифицированные аминокислоты и пептиды для создания биомолекулярного стекла с характеристиками биоразложения и биообработки, используя классическую процедуру “тепловой закалки”.
Исследователи отслеживали стеклообразующую способность, кинетические и термодинамические параметры материала, связанные со стеклообразованием, а также характеристики стекла in vitro и in vivo. Удивительно, но биомолекулярное стекло, изготовленное из производных аминокислот или пептидов, продемонстрировало уникальное сочетание функциональных свойств и экологичности, включая превосходные оптические характеристики, хорошие механические свойства, гибкую технологию и желаемую способность к биологическому разложению и биообработке.
– Биомолекулярное стекло, в дополнение к коммерчески доступному стеклу или пластику, может стать основой для технологии “зеленой жизни” для устойчивого будущего, – сказал ведущий автор исследования профессор Ян Шу-Хай. – Однако биомолекулярное стекло в настоящее время находится на лабораторной стадии и далеко от крупномасштабной коммерциализации.
Ожидается, что разработка биоразлагаемого и биообрабатываемого стекла окажет минимальное воздействие на окружающую среду и снизит нагрузку на утилизацию отходов.