可通过可重新配置的H-结合网络编程的生物衍生非共价玻璃
Wei Fan1, Ruirui Xing1,2, Peng Zhou1
1Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, State Key Laboratory of Biopharmaceutical Preparation and Delivery, Beijing, 100190, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|September 22, 2025
概括
研究人员使用天然建材开发了一种新的生物衍生非对应性玻璃 (BNG). 这种可编程材料具有可调节的特性,自我修复性和水性可回收性,用于可持续的电子产品和包装.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物材料工程 生物材料工程
- 可持续化学 可持续化学
背景情况:
- 传统的玻璃虽然具有多功能性,但具有静态结构,限制了环境适应性.
- 开发可持续材料对于下一代技术和减少对环境的影响至关重要.
研究的目的:
- 设计一种可编程,生物衍生非对应性玻璃 (BNG),具有增强的环境适应性和功能.
- 探索可重新配置的H结合网络的潜力,以创建先进的材料.
主要方法:
- 使用多价值,可重新配置的H键网络,由自然构建块 (氨基酸,,生物巨分子) 和有机酸组成.
- 采用分子编程来控制四个维度的材料特性:刚性,折射率,自我愈合和可回收性.
- 研究多功能加工技术,包括3D打印,热压和模具造.
主要成果:
- 实现了可调节水分的机械刚性和氨基酸引导的折射率调制.
- 经过证明的湿度/温度激活的自我愈合能力和闭环水性回收能力.
- 展示了用于创建功能架构和集成到短暂电子的多功能可处理性.
结论:
- 通过将玻璃转化为动态可编程材料,BNG为适应性软电子和循环包装提供了一个可持续的范式.
- BNG的分子编码可编程性超过了具有单一刺激-反应模式的传统智能材料.
- 利用自然丰富的建材提供了一个节能替代传统玻璃回收的替代方案.


