Несмотря на то, что стекло хвалят за 100% пригодноcnm для вторичной переработки, Агентство по охране окружающей среды США утверждает, что только около трети выброшенных стеклянных изделий фактически перерабатывается. Имея в виду эту проблему, ученые разработали новый тип биоразлагаемого стекла.
Экспериментальное стекло, созданное исследователями Китайской академии наук, состоит из двух химически модифицированных ингредиентов — аминокислот или пептидов. Аминокислоты — это молекулы, которые объединяются в белки, а пептиды — это короткие цепочки аминокислот.
Процесс производства начинается с нагревания порошка аминокислоты или пептида в атмосфере инертного газа до точки плавления, но не до температуры молекулярного разложения.
Этот расплавленный материал затем подвергают обработке сверхнизкими температурами, что позволяет ему охлаждаться ниже температуры своего замерзания без перехода в другое агрегатное состояние. Наконец, материал охлаждают водой, в результате чего он быстро переходит в прозрачное твердое состояние без кристаллизации.
В ходе лабораторных испытаний было обнаружено, что стекло демонстрирует «отличные оптические характеристики, хорошие механические свойства и гибкую технологичность», — последнее относится к тому факту, что его можно легко отливать в коммерческие формы или печатать на 3D-принтере. И что важно, когда кусочки стекла компостировались, микробы в почве разрушали их в течение от трех недель до 7,5 месяцев, в зависимости от конкретных используемых аминокислот или пептидов.
Исследования на мышах также показали, что стекло безвредно биоразлагается в организме, предполагая, что его можно использовать в таких приложениях, как имплантаты для дозирования лекарств, которые не нужно удалять после того, как их работа выполнена.
«Концепция биомолекулярного стекла, помимо коммерчески используемых стекол или пластика, может лежать в основе технологии «зеленой жизни» для устойчивого будущего. Однако биомолекулярное стекло в настоящее время находится на лабораторной стадии и далеко от крупномасштабной коммерциализации» — отметил ведущий ученый, профессор Ян Сюэхай.