Naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk stworzyli szkło z aminokwasów. Produkt wykazuje doskonałe właściwości optyczne i mechaniczne i – co ważne – ulega całkowitemu rozłożeniu w ciągu kilku miesięcy.
Zielone materiały w służbie planety
Obecnie mierzymy się z szeroką pulą zagrożeń ekologicznych – ocieplenie klimatu, rosnące sterty odpadów, mikroplastik i inne zanieczyszczenia w środowisku… Na szczęście naukowcy i inżynierowie nie śpią, a na rynku pojawia się coraz więcej innowacyjnych produktów, zarówno jeśli chodzi o nowe metody recyklingu, wychwytywanie zanieczyszczeń czy tworzenie opakowań, materiałów i produktów budowlanych nowymi, innowacyjnymi metodami. Dzisiejsza innowacja na tym polu pochodzi z Chińskiej Akademii Nauk – to szkło wytworzone z… biodegradowalnych białek.
Chociaż szkło sprzyja recyklingowi, Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych podaje, że tylko jedna trzecia odpadów szklanych jest faktycznie poddawana powtórnemu wykorzystaniu. Większość z nich zalega na wysypiskach śmieci. Z problemem tym chcą zawalczyć chińscy naukowcy ze swoim szkłem stworzonym z jednego z dwóch składników – aminokwasów lub peptydów. Aminokwasy to cząsteczki, które łączą się, tworząc białka, podczas gdy peptydy to krótkie łańcuchy aminokwasów.
Naukowcy podgrzali proszek aminokwasowy / peptydowy powyżej jego temperatury topnienia. Następnie stopiony materiał jest poddawany przechłodzeniu, co pozwala na obniżenie jego temperatury poniżej normalnej temperatury zamarzania, bez zmiany w ciało stałe. Na koniec materiał zostaje zalany wodą, powodując jego szybką przemianę w klarowny stan stały bez krystalizacji.
Szkło z białek o doskonałych właściwościach
W taki sposób powstaje szkło o świetnych właściwościach optycznych i mechanicznych. Można je łatwo odlewać w komercyjnych formach lub drukować w 3D. Najciekawsza jest jednak jego ekologiczna właściwość – kiedy kawałki szkła były kompostowane, drobnoustroje w glebie rozkładały je w ciągu od trzech tygodni do 7,5 miesiąca, w zależności od użytych aminokwasów lub peptydów.
Dodatkowe badania na myszach potwierdziły również, że szkło ulega nieszkodliwej biodegradacji w organizmie, co sugeruje, że można je wykorzystać w charakterze implantów do dozowania leków, których nie trzeba później usuwać.
Koncepcja szkła biomolekularnego, poza szkłem używanym komercyjnie lub tworzywami sztucznymi, może leżeć u podstaw ekologicznej technologii zapewniającej zrównoważoną przyszłość. Na razie jednak szkło biomolekularne jest na etapie laboratoryjnym i daleko mu od komercjalizacji na dużą skalę
prof. Yan Xuehai, członek zespołu badawczego
Więcej o biodegradowalnym szkle można dowiedzieć się z oficjalnego artykułu naukowego zespołu.
