同研究成果は2023年3月17日、「Science Advances」誌に掲載された。

ガラスは現在の生活に欠かせない材料だが、従来から使用されている無機ガラスや有機ガラスは、自然界で容易に分解されず、長期的な環境負荷が生じている。持続可能な社会と循環型材料経済の実現に向けて、環境負荷の少ない生分解性／バイオリサイクル性の高いガラスの開発が求められている。

通常、ガラスは、材料を融点以上の高温に加熱した液体状態に対して、急冷却法によって製造され、周期構造のない非晶質固体となる。しかし、天然のアミノ酸やペプチドなどの生体分子は、熱安定性に乏しく、融点付近の高温では容易に分解してしまうため、生分解性を持つ生体分子を用いたガラス製造は、非常に困難である。

研究チームは、アミノ酸やペプチドの末端を化学修飾し、生体分子ガラスの製造法を確立した。化学修飾したアミノ酸やペプチドは、加熱した際に分解前に液体となり、急冷却法によりガラスを形成した。製造した生体分子ガラスは、優れた光学特性と機械特性、柔軟性を有しており、3Dプリント技術による積層造形や金型鋳造も可能だ。さらに、現在市販されているガラスやプラスチック材料を超える生体適合性や生分解性、バイオリサイクル性を示すという。

中国科学院のYan Xuehai教授は、「われわれが開発した生体分子ガラスは、今のところ大規模な量産化は難しいですが、持続可能な未来のためのグリーンライフ技術の基礎となる可能性があります」と説明した。

（fabcross for エンジニアより転載）