Standardno steklo je izdelano iz anorganskih molekul, predvsem silicijevega dioksida. Tega stopijo pri visokih temperaturah, ga oblikujejo in nato hitro ohladijo. Steklo je sicer možno preprosto reciklirati, a kljub temu ga precej konča na odlagališčih, kjer pa potrebuje več tisoč let, da se razgradi.

Zdaj pa so raziskovalci Kitajske akademije znanosti iz Pekinga iz aminokislin in peptidov (verige aminokislin) uspeli ustvariti nov material, ki po svojih lastnostih spominja na steklo. Biomolekularno steklo, kot mu pravijo, je prozorno, njegova prednost pa je med drugim ta, da ga je mogoče natisniti v 3D-tehniki in vliti v kalupe. 

"Nihče še ni poskusil tega z biomateriali. Gre za odlično odkritje," je študijo komentiral Jun Liu, znanstvenik za materiale na Univerzi Washingtona. 

Kako so razvili to novo steklo?

Ko se verige aminokislin segrejejo, se začnejo molekule cepiti, preden se stopijo. Raziskovalci pa so spremenili konce teh verig in s tem način njihovega sestavljanja ter preprečili, da bi razpadle. Ko so te spremenjene aminokisline stopili, so jih hitro ohladili s pomočjo postopka, ki je te molekule ohladil pod zmrziščno točko, hkrati pa je omogočil, da so ohranile svojo tekočo razporeditev. Nato so to snov dodatno ohladili, da se je strdila v steklo, ki je ostalo trdno tudi, ko se je vrnilo na sobno temperaturo, so proces opisali v študiji, ki so jo objavili v znanstveni reviji Science Advances. 

S to metodo so preprečili, da bi aminokisline in peptidi, ko se strdijo, oblikovali kristalno strukturo, zaradi česar bi steklo postalo motno. Avtorji raziskave so sicer ugotovili, da v nekaterih primerih steklo ni bilo povsem brezbarvno.

Prednosti in slabosti

V nasprotju s standardnim steklom se lahko biomolekularno steklo precej hitro razgradi. Zaradi te svoje lastnosti pa ni primerno za izdelavo posod oziroma steklenic za pijačo, saj bi se zaradi tekočine začele razkrajati. Prav tako ni primerno za uporabo v zelo vlažnih okoljih. 

Ker pa je manj trdo od standardnega stekla, bi ga lahko uporabljali za izdelavo fleksibilnih steklenih površin pri miniaturnih napravah, na primer za leče pri mikroskopih.

Mikroorganizmi lahko razgradijo aminokisline, iz katerih je izdelano biomolekularno steklo. To pomeni, da bi se organske snovi lahko znova pridružile ekosistemu, namesto da bi steklo bremenilo okolje. "Razvoj obnovljivih, benignih in razgradljivih materialov je zelo pomemben za trajnostno prihodnost," pravi Šuehaj Jan, soavtor študije in kemik s Kitajske akademije znanosti v Pekingu. 

Ko so raziskovalci ta nov material izpostavili prebavnim tekočinam in kompostu, se je ta razgradil v nekaj tednih oziroma nekaj mesecih. "Gre za zelo pomembno študijo," je poudarila Ting Šu, znanstvenica za materiale pri Univerzi Kalifornije. Ta namreč odpira novo pot pri raziskovanju materialov.