科学家研制出一种新型玻璃：又粘又高度透明

科学家研制出一种新型玻璃：又粘又高度透明

特拉维夫大学（TAU）的研究人员创造出了一种独特的玻璃，它既是一种有效的粘合剂，又具有极高的透明度。这种自发形成的玻璃可能会对多个高科技行业产生重大影响。

该新型玻璃具有独特甚至矛盾的特性，例如既是一种强粘合剂（粘性），同时又具有令人难以置信的透明度。这种玻璃在室温下与水接触时会自发形成，可为光学和电子光学、卫星通信、遥感和生物医学等一系列不同行业带来一场革命。

使用标准实验室设备在室温下轻松制备肽玻璃。

这种玻璃是由以色列和多国研究人员组成的联合研究小组发现的，研究小组由博士生Gal Finkelstein-Zuta和Ehud Gazit教授领导。研究成果最近发表在《自然》杂志上。

制备后的固体多肽玻璃

新型玻璃的工艺和特性

Gazit 教授解释说："在我们实验室中，研究生物融合，特别是利用生物的奇妙特性来生产创新材料。除其他外，我们还研究构成蛋白质的氨基酸序列。氨基酸和肽具有相互连接并形成具有确定周期性排列的有序结构的自然趋势，但在研究过程中，我们发现了一种独特的肽，它的行为与我们所知的任何东西都不同：它没有形成任何有序的模式，而是一种无定形、无序的模式，这就是玻璃的描述。"

在分子水平上，玻璃是一种液态物质，其分子结构缺乏有序性，但其机械特性却类似于固态。玻璃通常是通过快速冷却熔融材料并将其"冻结"在这种状态下，然后再让其结晶，从而形成无定形状态，具有独特的光学、化学和机械特性，同时还具有耐久性、多功能性和可持续性。TAU 的研究人员发现，由三个酪氨酸序列（YYY）组成的芳香肽在水溶液蒸发后，会在室温条件下自发形成分子玻璃。

Gal Finkelstein-Zuta（左）和 Ehud Gazit教授（右）。

Gal Finkelstein-Zuta 说："我们所熟知的商用玻璃是通过快速冷却熔融材料制成的，这一过程被称为玻璃化。无定形的液态组织必须先固定下来，然后才能像晶体一样以更节能的方式排列，而这就需要能量，必须加热到高温，然后立即冷却。另一方面，我们发现的玻璃是由生物构件组成的，它在室温下自发形成，不需要高温或高压等能量。只需将粉末溶解在水中--就像制作酷儿汽水一样，玻璃就会形成。例如，我们用新玻璃制作镜片。我们不需要经过漫长的研磨和抛光过程，只需将一滴水滴在表面上，仅通过调节溶液量就能控制其曲率，进而控制其焦距"。

TAU的创新玻璃具有世界上独一无二的特性，这些特性甚至相互矛盾：它非常坚硬，但在室温下可以自我修复；它是一种强力粘合剂，同时在从可见光到中红外光的宽光谱范围内都是透明的。

潜在应用和前景

Gazit 教授说："这是第一次有人在简单的条件下成功制造出分子玻璃，但比这更重要的是我们制造出的玻璃的特性。这是一种非常特殊的玻璃。一方面，它非常坚固，另一方面，它非常透明，比普通玻璃透明得多。我们都知道，普通的硅酸盐玻璃在可见光范围内是透明的，而我们创造的分子玻璃在红外线范围内是透明的。这在卫星、遥感、通信和光学等领域有很多用途。它还是一种强力粘合剂，可以将不同的玻璃粘在一起，同时还能修复玻璃上形成的裂缝。这是世界上任何玻璃都不具备的一系列特性，在科学和工程领域具有巨大的潜力，而我们从单一肽——一小块蛋白质中获得了这一切。"

相关链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07408-x

本文原文来自opticsky.cn