Forscher der Universität Tel Aviv Es ist uns gelungen, einen neuen Glastyp herzustellen, der unter Beibehaltung seiner Transparenz in der Lage ist, sich bei Berührung mit Wasser bei Raumtemperatur sofort zu verbinden.
Die Forschung wurde in der von Experten begutachteten Fachzeitschrift veröffentlicht Natur.
Die von der Doktorandin Gal Finkelstein-Zota und Professor Ehud Gazit von der Schmonis School of Biomedicine and Cancer Research der Fakultät für Biowissenschaften und der Abteilung für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik der Fakultät für Ingenieurwissenschaften der TAU durchgeführten Forschung könnte die Nachhaltigkeit erheblich verändern und Werkzeugkosten in einer Vielzahl von Branchen. Insbesondere könnte diese Entdeckung die Optik und Elektrooptik, die Satellitenkommunikation, die Fernerkundung und die Biomedizin revolutionieren.
„In unserem Labor erforschen wir Bioaffinität und nutzen gezielt die faszinierenden Eigenschaften der Biologie, um innovative Materialien herzustellen“, erklärt Professor Gazit. „Unter anderem untersuchen wir die Sequenzen von Aminosäuren, die die Bausteine von Proteinen sind. Aminosäuren und Peptide haben eine natürliche Tendenz, sich miteinander zu verbinden und strukturierte Strukturen mit einer bestimmten periodischen Reihenfolge zu bilden entdeckte ein einzigartiges Peptid, das sich anders verhält als alles, was wir kennen: Es bildet jedes organisierte, aber amorphe, ungeordnete Muster, das das Glas beschreibt.
Wie funktioniert Glas?
Flüssiges Glas weist auf molekularer Ebene nur sehr wenig Ordnung auf, seine mechanischen Eigenschaften bleiben jedoch fest. Während Glas typischerweise durch schnelles Abkühlen heißer Materialien und deren anschließendes Einfrieren in einem Prozess zur Kristallisation des Glases hergestellt wird, entdeckte TAU, dass das aromatische Peptid, das aus einer Drei-Tyrosin-Sequenz (YYY) besteht, spontan ein molekulares Glas bildet, wenn ein Material wird verdampft. Wässrige Lösung unter Raumtemperaturbedingungen.
„Das kommerzielle Glas, das wir alle kennen, wird durch schnelles Abkühlen von geschmolzenem Material hergestellt, ein Prozess namens Vitrifizierung“, sagte Gal Finkelstein-Zota. „Die amorphe, flüssigkeitsähnliche Organisation muss umgeformt werden, bevor sie energieeffizienter als in Kristallen angeordnet werden kann, und dafür benötigt sie Energie – sie muss auf hohe Temperaturen erhitzt und sofort wieder abgekühlt werden.“ Das von uns entdeckte Glas besteht aus einem biologischen Baustein und bildet sich spontan bei Raumtemperatur, ohne dass Energie wie hohe Hitze oder Druck erforderlich ist. Lösen Sie einfach das Pulver in Wasser auf – genau wie bei einer Cola, und das Glas bildet sich Beispielsweise tropfen wir durch einen langen Schleif- und Polierprozess einfach einen Tropfen auf eine Oberfläche, wo wir seine Krümmung – und damit seine Konzentration – allein durch die Einstellung des Lösungsvolumens steuern können.
Professor Gazit sagte: „Dies ist das erste Mal, dass es jemandem gelungen ist, unter einfachen Bedingungen ein molekulares Glas herzustellen, aber die Eigenschaften des Glases, das wir hergestellt haben, sind genauso wichtig.“ Es ist ein ganz besonderes Glas. Einerseits ist es sehr stabil und andererseits sehr transparent – viel transparenter als normales Glas.
„Das gewöhnliche Silikatglas, das wir alle kennen, ist im sichtbaren Lichtbereich transparent, aber das von uns hergestellte molekulare Glas ist im Infrarotbereich transparent. Es hat viele Einsatzmöglichkeiten in Bereichen wie Satelliten, Fernerkundung, Kommunikation und Optik.
„Es ist auch ein starker Klebstoff, der verschiedene Gläser zusammenkleben kann und gleichzeitig die darin entstehenden Risse reparieren kann. Es handelt sich um eine Reihe von Eigenschaften, die bei keinem Glas auf der Welt zu finden sind, und das hat es.“ großes Potenzial in Wissenschaft und Technik, und all dies haben wir durch ein einzelnes Peptid – ein kleines Stück Protein – erreicht.
