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科學(xué)家研制出一種新型玻璃：又粘又高度透明 特拉維夫大學(xué)（TAU）的研究人員創(chuàng)造出了一種獨(dú)特的玻璃，它既是一種有效的粘合劑，又具有極高的透明度。這種自發(fā)形成的玻璃可能會(huì)對(duì)多個(gè)高科技行業(yè)產(chǎn)生重大影響。 該新型玻璃具有獨(dú)特甚至矛盾的特性，例如既是一種強(qiáng)粘合劑（粘性），同時(shí)又具有令人難以置信的透明度。這種玻璃在室溫下與水接觸時(shí)會(huì)自發(fā)形成，可為光學(xué)和電子光學(xué)、衛(wèi)星通信、遙感和生物醫(yī)學(xué)等一系列不同行業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)革命。  使用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備在室溫下輕松制備肽玻璃。 這種玻璃是由以色列和多國(guó)研究人員組成的聯(lián)合研究小組發(fā)現(xiàn)的，研究小組由博士生Gal Finkelstein-Zuta和Ehud Gazit教授領(lǐng)導(dǎo)。研究成果最近發(fā)表在《自然》雜志上。  制備后的固體多肽玻璃 新型玻璃的工藝和特性 Gazit 教授解釋說(shuō)："在我們實(shí)驗(yàn)室中，研究生物融合，特別是利用生物的奇妙特性來(lái)生產(chǎn)創(chuàng)新材料。除其他外，我們還研究構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸序列。氨基酸和肽具有相互連接并形成具有確定周期性排列的有序結(jié)構(gòu)的自然趨勢(shì)，但在研究過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)了一種獨(dú)特的肽，它的行為與我們所知的任何東西都不同：它沒(méi)有形成任何有序的模式，而是一種無(wú)定形、無(wú)序的模式，這就是玻璃的描述。" 在分子水平上，玻璃是一種液態(tài)物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)缺乏有序性，但其機(jī)械特性卻類似于固態(tài)。玻璃通常是通過(guò)快速冷卻熔融材料并將其"凍結(jié)"在這種狀態(tài)下，然后再讓其結(jié)晶，從而形成無(wú)定形狀態(tài)，具有獨(dú)特的光學(xué)、化學(xué)和機(jī)械特性，同時(shí)還具有耐久性、多功能性和可持續(xù)性。TAU 的研究人員發(fā)現(xiàn)，由三個(gè)酪氨酸序列（YYY）組成的芳香肽在水溶液蒸發(fā)后，會(huì)在室溫條件下自發(fā)形成分子玻璃。  Gal Finkelstein-Zuta（左）和 Ehud Gazit教授（右）。 Gal Finkelstein-Zuta 說(shuō)："我們所熟知的商用玻璃是通過(guò)快速冷卻熔融材料制成的，這一過(guò)程被稱為玻璃化。無(wú)定形的液態(tài)組織必須先固定下來(lái)，然后才能像晶體一樣以更節(jié)能的方式排列，而這就需要能量，必須加熱到高溫，然后立即冷卻。另一方面，我們發(fā)現(xiàn)的玻璃是由生物構(gòu)件組成的，它在室溫下自發(fā)形成，不需要高溫或高壓等能量。只需將粉末溶解在水中--就像制作酷兒汽水一樣，玻璃就會(huì)形成。例如，我們用新玻璃制作鏡片。我們不需要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的研磨和拋光過(guò)程，只需將一滴水滴在表面上，僅通過(guò)調(diào)節(jié)溶液量就能控制其曲率，進(jìn)而控制其焦距"。 TAU的創(chuàng)新玻璃具有世界上獨(dú)一無(wú)二的特性，這些特性甚至相互矛盾：它非常堅(jiān)硬，但在室溫下可以自我修復(fù)；它是一種強(qiáng)力粘合劑，同時(shí)在從可見光到中紅外光的寬光譜范圍內(nèi)都是透明的。 潛在應(yīng)用和前景 Gazit 教授說(shuō)："這是第一次有人在簡(jiǎn)單的條件下成功制造出分子玻璃，但比這更重要的是我們制造出的玻璃的特性。這是一種非常特殊的玻璃。一方面，它非常堅(jiān)固，另一方面，它非常透明，比普通玻璃透明得多。我們都知道，普通的硅酸鹽玻璃在可見光范圍內(nèi)是透明的，而我們創(chuàng)造的分子玻璃在紅外線范圍內(nèi)是透明的。這在衛(wèi)星、遙感、通信和光學(xué)等領(lǐng)域有很多用途。它還是一種強(qiáng)力粘合劑，可以將不同的玻璃粘在一起，同時(shí)還能修復(fù)玻璃上形成的裂縫。這是世界上任何玻璃都不具備的一系列特性，在科學(xué)和工程領(lǐng)域具有巨大的潛力，而我們從單一肽——一小塊蛋白質(zhì)中獲得了這一切。" 相關(guān)鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07408-x |
