廣泛使用無法自然消除的持久性、不可生物降解的玻璃會造成長期的環(huán)境危害和社會負(fù)擔(dān)。
為了解決這個問題，中國科學(xué)院過程工程研究所(IPE)閆學(xué)海教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)了一系列由生物來源的氨基酸或肽制成的生態(tài)友好型生物來源玻璃。擬議的玻璃是可生物降解和可生物回收的。
這項研究發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上。
傳統(tǒng)玻璃，如商用無機(jī)玻璃和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)有機(jī)玻璃等，具有生物不相容性，在自然界中不易降解?？缮锝到夂涂缮锘厥詹ＡУ拈_發(fā)預(yù)計對環(huán)境的影響最小。
不幸的是，制造這種生物來源的環(huán)保玻璃非常具有挑戰(zhàn)性，因為生物分子的熱穩(wěn)定性差，并且在玻璃制造通常使用的高溫下容易分解。
在這項研究中，研究人員使用化學(xué)修飾的氨基酸和多肽，通過經(jīng)典的“加熱-淬火”程序，制造出具有生物降解性和生物可回收性的生物分子玻璃。
研究人員跟蹤了材料的玻璃形成能力、玻璃化轉(zhuǎn)變相關(guān)的動力學(xué)和熱力學(xué)參數(shù)，以及玻璃在體外和體內(nèi)的性能。
令人驚訝的是，基于氨基酸或肽衍生物的生物分子玻璃顯示出功能特性和生態(tài)友好特性的獨特組合，包括出色的光學(xué)特性、良好的機(jī)械性能和靈活的加工性，以及所需的生物降解性和生物可回收性。
“生物分子玻璃的概念，超越了商業(yè)使用的玻璃或塑料，可能成為可持續(xù)未來的綠色生活技術(shù)的基礎(chǔ)，”閆教授說。“不過，目前這種生物分子玻璃還處于實驗室階段，離大規(guī)模商業(yè)化還很遠(yuǎn)。”
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