Peptidové sklo. Kredit: Xing Ruirui.

Amorfní oxid křemičitý, čili sklo, obvykle považujeme za materiál, který se v dnešní době víceméně kompletně recykluje. Jak ale uvádí americká vládní Agentura pro ochranu životního prostředí EPA (Environmental Protection Agency), ve skutečnosti je recyklována asi jen třetina použitého skla. Skleněný odpad má přitom celou řadu hrozných vlastností, včetně toho, že je velmi odolný a zároveň fyzicky nebezpečný.

Míří klasické sklo do muzea? Kredit: Kozuch / Wikimedia Commons.

Odborníci čínské akademie věd vyvinuli novou třídu materiálů, prozatím experimentálních, které představují biomolekulární sklo. Vyrábějí se buď z aminokyselin, nebo peptidů. Výsledné sklo má řadu požadovaných vlastností, které od tohoto materiálu čekáme, a zároveň je biologicky rozložitelné.

Výroba biomolekulárního skla. Kredit: Xing Ruirui.

Výroba bioskla začíná zahřátím aminokyselinového či peptidového prášku v atmosféře tvořené inertním plynem. Vznikne tavený materiál, který je následně přechlazen (supercooling treatment), čímž se jeho teplota sníží pod bod, kdy by měl ztuhnout a přejít do pevného skupenství, ale neztuhne. Nakonec se biosklo zchladí vodou, díky čemuž se rychle přemění na čirý a pevný materiál, aniž by prošlo krystalizací.

Navazující laboratorní testy zjistily, že biosklo má excelentní optické vlastnosti, slušné mechanické charakteristiky a je dobře zpracovatelné. Lze ho snadno odlít v dostupných formách anebo ho lze použít při 3D tisku. V kompostu půdní mikroorganismy biosklo rozloží za 3 týdny až 7,5 měsíců, podle aminokyselin či peptidů použitých při jeho výrobě.

Studie na laboratorních myších potvrdily, že se toto sklo neškodně rozloží i uvnitř živého těla. Vzhledem k tomu by mohlo nalézt uplatnění i v medicíně, například jako součást biologicky rozložitelných implantátů rozmanitého určení. Vedoucí výzkumu Yan Xuehai považuje biosklo za slibné v rámci rozvoje „zelených technologií.“ Zároveň ale podotýká, že nový materiál je teprve v experimentální fázi a že jeho uplatnění na trhu ještě zabere nějaký čas.

Literatura

New Atlas 20. 3. 2023.

Science Advances 17. 3. 2023.