Использование новой технологии позволяет создавать прозрачный и надежный материал на основе пептидов и аминокислот. Полученное таким образом стекло обладает превосходными оптическими характеристиками и, благодаря своей биоразлагаемости, безопасно для окружающей среды и даже для живых организмов.
Каждый год мировая промышленность производит почти 40 миллионов тонн стекла. Теоретически это легко перерабатываемый материал, однако на практике повторно используют менее трети. Остальное отправляется на свалки и благодаря своей высокой инертности накапливается в огромных количествах.
Неудивительно, что ученые стремятся разрабатывать способы производства экологически безопасных прозрачных материалов, такие как, из древесины. Ученые из Китайской академии наук предложили свое решение этой глобальной проблемы. Они разработали технологию производства «биомолекулярного» стекла, которое подвержено быстрому распаду в естественных условиях. Статья профессора Яня Сюэхая (Yan Xuehai) и его коллег опубликована в журнале Science Advances.
Для производства данного материала применяют аминокислоты и пептиды, представляющие собой короткие последовательности аминокислот. Порошок этих веществ нагревают в атмосфере инертного газа до температуры, превышающей точку плавления, но не приводящей к разрушению молекул. После этого смесь охлаждают ниже точки замерзания, что приводит к образованию переохлажденной жидкости. В заключение, в неё добавляют воду, после чего вещество переходит в аморфное состояние.
Авторы указывают, что полученный материал обладает выдающимися оптическими свойствами, хорошей прочностью и удобен в обработке. Благодаря этому его можно формовать по необходимости или применять для 3D-печати. Органический состав обеспечивает быстрое разложение такого стекла. Результаты экспериментов показали, что в естественных условиях оно разрушается от трех недель до 7,5 месяцев, что зависит от используемых аминокислот и пептидов.
Команда профессора Сюэхая также провела испытания нового материала на животных. Результаты показали, что он безопасно распадается в организме мышей. По мнению исследователей, это открывает возможность применения «биомолекулярного» стекла при создании временных медицинских имплантатов или систем для точной доставки лекарственных препаратов.