Onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv We zijn erin geslaagd een nieuw type glas te vervaardigen dat, met behoud van zijn transparantie, zich onmiddellijk kan hechten bij aanraking met water bij kamertemperatuur.
Het onderzoek is gepubliceerd in het peer-reviewed wetenschappelijke tijdschrift natuur.
Het onderzoek, uitgevoerd door promovendus Gal Finkelstein-Zota en professor Ehud Gazit van de Schmonis School of Biomedicine and Cancer Research van de Faculteit Levenswetenschappen en de Afdeling Materials Science and Engineering van de TAU Faculteit Ingenieurswetenschappen, zou de duurzaamheid aanzienlijk kunnen veranderen en kosten van gereedschappen in verschillende industrieën. In het bijzonder zou deze ontdekking een revolutie teweeg kunnen brengen in de optica en elektro-optica, satellietcommunicatie, teledetectie en biogeneeskunde.
“In ons laboratorium bestuderen we bioaffiniteit en gebruiken we specifiek de fascinerende eigenschappen van de biologie om innovatieve materialen te produceren”, legt professor Gazit uit. “We bestuderen onder meer de sequenties van aminozuren, de bouwstenen van eiwitten. Aminozuren en peptiden hebben de natuurlijke neiging om zich met elkaar te verbinden en gestructureerde structuren te vormen met een specifieke periodieke volgorde, maar tijdens het onderzoek doen we dat wel. ontdekte een uniek peptide dat zich anders gedraagt dan alles wat we kennen: het vormt elk georganiseerd maar amorf, ongeordend patroon dat het glas beschrijft.
Hoe werkt glas?
Vloeibaar glas heeft op moleculair niveau zeer weinig orde, maar de mechanische eigenschappen blijven solide. Terwijl glas doorgaans wordt gemaakt door hete materialen snel af te koelen en ze vervolgens te bevriezen in een proces om het glas te kristalliseren, ontdekte TAU dat het aromatische peptide, dat bestaat uit een reeks van drie tyrosine (YYY), spontaan een moleculair glas vormt wanneer een materiaal wordt verdampt. Waterige oplossing, onder omstandigheden op kamertemperatuur.
“Het commerciële glas dat we allemaal kennen, wordt geproduceerd door gesmolten materiaal snel af te koelen, een proces dat vitrificatie wordt genoemd”, zegt Gal Finkelstein-Zota. “De amorfe, vloeistofachtige organisatie moet worden hervormd voordat deze op een energie-efficiëntere manier kan worden ingericht, zoals in kristallen, en daarvoor is energie nodig – deze moet tot hoge temperaturen worden verwarmd en onmiddellijk worden afgekoeld. het glas dat we ontdekten, gemaakt van een biologische bouwsteen, vormt zich spontaan bij kamertemperatuur, zonder dat er energie zoals hoge hitte of druk nodig is. Los het poeder eenvoudig op in water – net zoals je met cola zou doen, en het glas zal zich vormen Door bijvoorbeeld een lang proces van slijpen en polijsten te ondergaan, druppelen we eenvoudigweg een druppel op een oppervlak, waar we de kromming – en dus de concentratie – kunnen controleren door alleen het volume van de oplossing aan te passen.
Professor Gazit zei: “Dit is de eerste keer dat iemand erin is geslaagd onder eenvoudige omstandigheden een moleculair glas te maken, maar de eigenschappen van het glas dat we hebben gemaakt zijn net zo belangrijk.” Het is een heel bijzonder glas. Aan de ene kant is het heel sterk en aan de andere kant is het heel transparant – veel transparanter dan gewoon glas.
“Het gewone silicaatglas dat we allemaal kennen is transparant in het zichtbare lichtbereik, en het moleculaire glas dat we hebben gemaakt is transparant tot diep in het infraroodbereik. Dit heeft veel toepassingen op gebieden zoals satellieten, teledetectie, communicatie en optica.
“Het is ook een sterke lijm, het kan verschillende soorten glas aan elkaar plakken en tegelijkertijd de scheuren repareren die erin ontstaan. Het is een reeks eigenschappen die in geen enkel glas ter wereld voorkomen, en dat is ook zo een groot potentieel in wetenschap en techniek, en we hebben dit allemaal verkregen uit Single peptide – een klein stukje eiwit.
‘Webgeek. Wannabe-denker. Lezer. Freelance reisevangelist. Liefhebber van popcultuur. Gecertificeerde muziekwetenschapper.’
