Forscher entwickeln biologisch abbaubares und biologisch recycelbares Glas

Jeder kennt Glas – vom Aufsetzen einer Brille, über das Aufstoßen des Fensters, über das Stehen vor einem Spiegel bis hin zum Halten eines Wasserglases. Glas ist in der Natur allgegenwärtig und für den Menschen lebenswichtig.

Doch die weit verbreitete Verwendung von persistentem, nicht biologisch abbaubarem Glas, das nicht auf natürliche Weise beseitigt werden kann, verursacht langfristige Umweltgefahren und soziale Belastungen.

Um dieses Problem zu lösen, hat eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Professor Xuehai Yan vom Institut für Verfahrenstechnik (IPE) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften eine Familie umweltfreundlicher Gläser biologischen Ursprungs entwickelt, die aus biologisch gewonnenen Aminosäuren oder Peptiden hergestellt werden. Das vorgeschlagene Glas ist biologisch abbaubar und biologisch recycelbar.

Diese Studie wurde veröffentlichtin Wissenschaftsfortschritte.

Herkömmliches Glas wie handelsübliches anorganisches Glas und organisches Glas aus Polymethylmethacrylat (PMMA) usw. ist biologisch inkompatibel und wird in der Natur nicht leicht abgebaut. Es wird erwartet, dass die Entwicklung von biologisch abbaubarem und biologisch wiederverwertbarem Glas einen minimalen ökologischen Fußabdruck haben wird.

Leider ist die Herstellung eines solchen umweltfreundlichen Glases biologischen Ursprungs eine große Herausforderung, da Biomoleküle eine geringe thermische Stabilität aufweisen und sich bei den hohen Temperaturen, die typischerweise bei der Glasherstellung verwendet werden, leicht zersetzen.

In dieser Studie verwendeten die Forscher chemisch modifizierte Aminosäuren und Peptide, um durch das klassische „Erhitzen-Abschrecken“-Verfahren biomolekulares Glas mit Eigenschaften der biologischen Abbaubarkeit und Biorecyclingfähigkeit herzustellen.

Die Forscher verfolgten die Glasbildungsfähigkeit, die kinetischen und thermodynamischen Parameter des Materials im Zusammenhang mit dem Glasübergang sowie die Glasleistung in vitro und in vivo.

Überraschenderweise zeigte das biomolekulare Glas auf Basis von Derivaten von Aminosäuren oder Peptiden eine einzigartige Kombination aus funktionellen Eigenschaften und umweltfreundlichen Merkmalen, darunter hervorragende optische Eigenschaften, gute mechanische Eigenschaften und flexible Verarbeitbarkeit sowie die gewünschte biologische Abbaubarkeit und Biorecyclingfähigkeit. „Das Konzept des biomolekularen Glases, das über die kommerziell genutzten Gläser oder Kunststoffe hinausgeht, könnte einer umweltfreundlichen Technologie für eine nachhaltige Zukunft zugrunde liegen“, sagte Yan. „Allerdings befindet sich das biomolekulare Glas derzeit im Laborstadium und ist weit von einer groß angelegten Kommerzialisierung entfernt.“

– Diese Pressemitteilung wurde ursprünglich auf der Website des Hauptsitzes der Chinesischen Akademie der Wissenschaften veröffentlicht