闫学海研究员团队开发可生物降解及生物循环再利用的新型玻璃

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氨基酸和肽是内源性生物分子，长期以来被认为是完全环保和可生物循环再利用的。近日，过程工程所闫学海研究员团队以氨基酸或肽衍生物为原料，开发出一种可生物降解、生物循环再利用的新型玻璃。这种生物分子玻璃，目前仍处于实验室研究阶段。上述研究成果发表于Science Advances（DOI: 10.1126/sciadv.add8105）。
　　玻璃在生活中无处不在，广泛应用于各个领域。然而，商用无机玻璃，以及聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）有机玻璃不可生物降解，长期存在于环境中将带来生态危害和社会负担。
　　研究人员将氨基酸或肽衍生物在惰性氛围内进行“熔融-淬火”处理，通过对加热和冷却速率的精确控制，在达到它们的分解温度之前，熔化为过冷液体，最终通过淬火形成玻璃，并有效地防止了结晶。该生物分子玻璃具有优异的玻璃成型能力和光学特性，并且适用于3D打印增材制造和模具浇筑。此外，与目前广泛使用的商用玻璃和塑料材料相比，生物分子玻璃表现出较高的生物相容性、生物可降解性和生物循环再利用特性。实验证实，生物分子玻璃能够被堆肥中的微生物降解和再利用。同时，将其植入小鼠模型皮下，也能逐渐被降解吸收。

图 利用模型浇筑的生物分子玻璃照片（上）；添加了荧光染料的生物分子玻璃照片（下）

　　研究工作得到国家自然科学基金和中科院项目的支持。
　　论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add8105
         文章来源：过程所
        闫学海，中国科学院过程工程研究所研究员，博士生导师，生化工程国家重点实验室副主任。2008年7月于中国科学院化学研究所获得博士学位，2008年10月-2013年1月在德国马普胶体与界面研究所先后从事博士后和洪堡学者研究工作。主要研究领域：肽调控自组装化学与材料；仿生光合成；超分子光热/光动力治疗。现已在Chem.Soc. Rev.、Angew.Chem. Int. Ed.、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、ACSNano等国际学术期刊发表SCI论文100余篇，SCI他引5000余次。现任中国化学会生物物理化学专业委员会和青年工作者委员会委员、Colloids and Surfaces A副主编等学术兼职。