Proteinlerden Yapılmış 3D Yazdırılabilir Cam

Araştırmacılar amino asitleri ve peptitleri modifiye ettiler ve sonra onu şeffaf bir cam haline getirdiler.

Cam hayatın her yerinde bulunur ve çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılır. Bununla birlikte, sürdürülebilir bir toplum ve döngüsel bir malzeme ekonomisi için minimum çevresel ayak izine sahip biyolojik olarak parçalanabilir ve biyolojik olarak geri dönüştürülebilir camların geliştirilmesine acil ihtiyaç vardır.

Çinli araştırmacılar Ruirui Xing, Chengqian Yuan, Weı Fan, Xiaokang Ren, ve Xuehai Yan, proteinlerin yapı taşları olan amino asitleri ve peptitleri cama dönüştürdüler. Teknik, amino asit ve peptit moleküllerinin uçlarının modifiye edilmesini, ardından malzemenin eritilmesini ve aşırı soğutulmasını içeriyordu

Science Advances dergisinde yayınlanan bu araştırmaya göre, araştırmacılar proteinlerin yapı taşları olan amino asitleri ve peptitleri cama dönüştürdüler. Biyomoleküler cam şeffaf olmakla kalmaz, aynı zamanda 3 boyutlu olarak basılabilir ve kalıplara dökülebilir. Makale, camın oldukça hızlı bir şekilde biyolojik olarak bozunduğunu, ancak sıvının ayrışmasına neden olacağı için içecek şişeleri gibi uygulamalar için uygun olmayacağını öne sürüyor.

Çalışmada, klasik ısıtma-söndürme prosedürü yoluyla biyolojik olarak türetilmiş amino asitler veya peptitler kullanılarak üretilen biyolojik kökenli çevre dostu bir cam ailesini rapor ediliyor. Uçlarında kimyasal modifikasyona sahip amino asitler ve peptitlerin ayrışmadan önce aşırı soğutulmuş bir sıvı ve sonunda söndürme üzerine cam oluşturabildikleri bulunmuştur.

Geliştirilen bu camlar, mükemmel cam oluşturma kabiliyeti ve optik özellikler sergiler ve üç boyutlu baskılı eklemeli imalat ve kalıp dökümüne uygundur. En önemlisi, camlar şu anda kullanılan ticari camların ve plastik malzemelerin ötesinde biyouyumluluk, biyolojik olarak parçalanabilirlik ve biyolojik olarak geri dönüştürülebilirlik gösterir.

Standart cam, başta silikon dioksit olmak üzere inorganik moleküller kullanılarak yapılır. Bileşenler yüksek sıcaklıklarda eritilir ve ardından hızla soğutulur. Cam kolayca geri dönüştürülebilir, ancak buna rağmen, önemli bir miktarı, parçalanması binlerce yıl sürebilen çöplükte son bulur.

Ancak amino asitler mikroorganizmalar tarafından kolayca parçalanır, yani biyomoleküler camdaki besinler yıllarca bir çöplükte beklemek yerine prensip olarak ekosisteme yeniden katılabilir.

Kaynak
Nature makalesi
Science Advances makalesi