《Science Advances》：具有氨基酸和多肽纳米架构的生物分子玻璃

　　玻璃，在生计中无处不在，宽大用于各个规模。可是，此刻要紧须要设置可生物降解和可生物接纳的玻璃，使其对境遇的感导最小，以告竣可连续滋长的社会和循环质地经济。

　　明日之原料和化学品有望是良性的、可再生的、可降解的，而非有毒的、耗竭的、不易降解的。玻璃是人类文明中最首要的高性能质量之一。还是摆设了各种玻璃出现组分行为制备玻璃的布局构筑单元。例如，最为人所知的无机玻璃常常由沙子、石灰和碳酸钠创制；聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）玻璃是一种通明而安稳的热塑性有机材料；金属玻璃（或非晶金属）是一种由纯金属或金属和类金属组分组成的非晶态材料；近来报途的金属-有机框架玻璃经常由有机配体笼络罗列在四面体单元中的金属离子或团簇组成。只是，这些玻璃质料在生物上不相容，并且在自然情况中不易降解，这将对绿色生活的将来变成永远的生态和处境义务。因此，兴办可生物降解和可生物再循环的玻璃原料有望在生态和社会感化方面发生最小的环境萍踪，并为完毕永远的勘误做出功绩。

　　氨基酸和多肽是生物体中丰盛的生物分子，开阔用于配置具有收获职能的纳米组织质料。带有氨基酸或多肽纳米构型的质量被以为是具备环保的，起因它们不妨在生态体系中得到再欺诳。今朝，缔造玻璃的紧要举措是将玻璃出现物高温加热（高于其熔点Tm），爆发一个过冷液体，而后经历有余快的冷却速率淬火，以留心结晶。玻璃是一种非平均、非晶态物质，短缺晶体的周期性，但按照熔体的热历史发扬为固体的力学性子。只是，原生态氨基酸和多肽具有较差的热安祥性，在高温或亲热熔点时自便阐明为胺和二氧化碳（CO2）。于是，运用这些原生态生物分子无法加工和获得玻璃。据报道，将氢键着末润色为疏水基团的氨基酸和多肽没合系显著提高它们的热安靖性，这开辟我们不妨操纵润色后的氨基酸和多肽来加工玻璃。

　　在这项查究中，核办者使用化学润饰的氨基酸和多肽手脚玻璃形成物，得胜制备出具有生物降解性和生物可再循环性的生物分子玻璃（见图1）。探索者在惰性气体气氛下加热这些分子，使它们入手熔解爆发一个过冷液体，尔后经过明确控制加热和冷却快率，淬火形成玻璃，有效地防备结晶。研究者评估了基于氨基酸或多肽的代表性生物分子玻璃的玻璃爆发才能（GFA）和机能，并定夺了与玻璃更动合系的动力学和热力学参数。接下来，穷究者根究了这些玻璃的光传输才智和在三维打印和模具铸造等加工历程中的得当性。为了决计装备的生物分子玻璃是否具有生态友谊性，查究者进行了体外和体内的生物降解尝试以及堆肥实践。探索者察觉，基于氨基酸或多肽的生物分子玻璃具有效力本能和生态友谊性的分外拉拢，具有优良的光学性子、精良的力学本能、灵巧的加工职能以及所需的生物降解性和生物可再循环性。值得强调的是，这些生物分子玻璃与生物活性玻璃（BAGs）/生物玻璃齐全差别。BAG是一种生物活性陶瓷质地，具有骨复活性格，其组成含有比硅酸盐玻璃更多的钙和磷，属于SiO₂-Na₂O-CaO-P₂O₅的无机硅酸盐玻璃系统。即使这些生物分子玻璃间隔大畛域交易化还有很长的途要走，可是修立具有生态情义性能的玻璃不妨是迈向可连续将来的一大步。(文：水生)