內(nèi)容簡介

玻璃因其光學(xué),、化學(xué)和機(jī)械性能成為材料科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)。玻璃的特點(diǎn)是非結(jié)晶,、無序的原子結(jié)構(gòu),。這種結(jié)構(gòu)是通過抑制熱力學(xué)上有利的周期性組織來實(shí)現(xiàn)的，通常是通過快速冷卻熔體，從而在動(dòng)力學(xué)上捕獲類似液體的無定形結(jié)構(gòu),。由于長聚合物鏈的纏結(jié)或交聯(lián)降低了其分子流動(dòng)性,，因此很容易用聚合物構(gòu)建出玻璃結(jié)構(gòu)。由于高分子量玻璃態(tài)聚合物通常具有固定的分子結(jié)構(gòu),，因此具有顯著的剛度,，但其緩慢的分子擴(kuò)散速度需要加熱才能自我修復(fù)。相比之下,，低分子量橡膠聚合物由于分子流動(dòng)性高,，可在室溫下自我修復(fù)，但卻柔軟易變形,。開發(fā)一種同時(shí)表現(xiàn)出強(qiáng)大的機(jī)械性能和在環(huán)境條件下自愈能力的玻璃材料是一項(xiàng)大的挑戰(zhàn),。

各種有機(jī)小分子盡管具有高遷移率，但仍可以通過非共價(jià)鍵組裝成無定形固體,。為了形成分子玻璃,，分子間相互作用必須很強(qiáng)，但需防止形成具有長程有序的超分子結(jié)構(gòu),。摻入具有強(qiáng)氫鍵作用的小分子可以滿足這一需求,。以色列特拉維夫大學(xué)材料科學(xué)與工程系的Maxim Sokol 和 Ehud Gazit教授在研究中探索發(fā)現(xiàn)利用可以與結(jié)構(gòu)水非共價(jià)交聯(lián)的小分子酪氨酸三肽（YYY）來構(gòu)建短芳香三肽 YYY的超分子無定形玻璃。這項(xiàng)成果結(jié)合了高分子聚合物玻璃和低分子聚合物玻璃相互矛盾的屬性：既具有很高的剛性,，又在室溫下可以進(jìn)行自修復(fù),，為制備多功能聚合物玻璃提供了新的方法，對科學(xué)和工程中的各項(xiàng)應(yīng)用都非常有利,。

原始的YYY肽是一種白色固體粉末,，沒有任何粘合特性。 但與水分子作用后,，可自聚合成高粘性,、透明的YYY多肽無定型組織。這種無定型組織顯示出類似硅酸鹽玻璃的外觀（圖 1a）,，并表現(xiàn)出兩種基本的玻璃特征： 首先,，粉末 X 射線衍射（PXRD）圖中沒有離散的布拉格峰（圖 1b）；其次,，差示掃描量熱法 (DSC) 熱分析圖顯示其在室溫下是是固態(tài)玻璃相,，但在 37 °C 時(shí)表現(xiàn)出隨時(shí)間變化的玻璃化轉(zhuǎn)變（圖 1c）。研究發(fā)現(xiàn)這種多肽玻璃具有出色的透明度：不僅在可見光到紅外光譜范圍內(nèi)都是透明的,，而且與沒有肽層的兩塊玻璃相比,，具有更高的透射率，其在中紅外區(qū)域的透明度高達(dá) 12 μm,。

相關(guān)成果“A self-healing multispectral transparent adhesive peptide glass”于2024年發(fā)表在頂刊“Nature”上,。