內(nèi)容簡介

玻璃因其的光學(xué)、化學(xué)和機(jī)械性能成為材料科學(xué)各個領(lǐng)域的基礎(chǔ)。玻璃的特點是非結(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現(xiàn)的，通常是通過快速冷卻熔體，從而在動力學(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)水非共價交聯(lián)的小分子酪氨酸三肽（YYY）來構(gòu)建短芳香三肽 YYY的分子無定形玻璃。這項成果地結(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)行完全的自修復(fù)，為制備多功能聚合物玻璃提供了新的方法，對科學(xué)和工程中的各項應(yīng)用都非常有利。

圖1. 肽玻璃組件及其光學(xué)特性。a，固體YYY肽玻璃的宏觀形貌。b，干燥的YYY肽玻璃的PXRD圖譜（插圖：YYY 的分子結(jié)構(gòu)）。c，在環(huán)境條件下以 10 °C min^?1 的速率從 -40 °C 干燥至 120 °C 的玻璃樣品的 DSC 熱分析圖， Tg表示玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。d，用 YYY 薄膜將兩張顯微鏡載玻片固定在一起，重疊部分為25mm×25mm。 e，YYY 膠片和玻璃重疊部分（藍(lán)色）的光透射率與作為對照的載玻片（水已蒸發(fā)）（黑色）的光透射率。