Los investigadores modificaron aminoácidos y péptidos y los convirtieron en un vaso transparente. Aquí demuestran moldearlo en forma de conchas marinas. Crédito: R.Xing et al./Science Advances (CC BY 4.0)
Los investigadores convirtieron los aminoácidos y los péptidos, los componentes básicos de las proteínas, en vidrio, según un estudio publicado en avances en la ciencia1. El vidrio biomolecular no solo es transparente, sino que también se puede imprimir en 3D y moldear. El artículo sugiere que el vidrio se biodegrada muy rápidamente, pero no sería adecuado para aplicaciones tales como botellas de bebidas porque el líquido haría que se descompusiera.
“Nadie ha intentado esto con biomateriales en el pasado”, dice Jun Liu, científico de materiales de la Universidad de Washington en Seattle. “Es un buen hallazgo.”
El vidrio estándar está hecho con moléculas inorgánicas, principalmente dióxido de silicio. Los ingredientes se funden a altas temperaturas y se enfrían rápidamente. El vidrio se puede reciclar fácilmente, pero una cantidad sustancial termina en vertederos, donde puede tardar miles de años en descomponerse.
Pero los aminoácidos son descompuestos fácilmente por los microorganismos, lo que significa que, en lugar de permanecer durante años en un vertedero, los nutrientes en el vidrio biomolecular podrían, en principio, regresar al ecosistema.
«El desarrollo de materiales renovables, benignos y degradables es muy atractivo para un futuro sostenible», dice Xuehai Yan, coautor del estudio y químico de la Academia de Ciencias de China en Beijing.
Normalmente, cuando las cadenas de aminoácidos, conocidas como péptidos, se calientan, las moléculas comienzan a separarse antes de fusionarse. Yan y sus colegas modificaron los extremos de los aminoácidos para cambiar la forma en que se ensamblan y evitar que se rompan. Después de derretir estos aminoácidos modificados, los investigadores los sobreenfriaron rápidamente, un proceso que lleva las moléculas por debajo de su punto de congelación, lo que les permite conservar su disposición líquida. Luego, los investigadores enfriaron aún más la sustancia para solidificarla en vidrio. Permaneció sólido cuando volvió a temperatura ambiente.
Este método evita que los aminoácidos y péptidos formen una estructura cristalina cuando se solidifican, lo que enturbiaría el vidrio, aunque los autores señalan que en algunos casos el vidrio no era completamente incoloro.
Cuando los investigadores expusieron el vidrio biomolecular a fluidos digestivos y compost, tomó entre unas pocas semanas y varios meses para que se descompusiera, según la modificación química y el aminoácido o péptido utilizado.
El vidrio es solo una curiosidad de laboratorio en esta etapa: «Este es un estudio muy fundamental», dice Ting Xu, científico de materiales de la Universidad de California, Berkeley. Sin embargo, dice que abre una nueva vía para que exploren los investigadores de materiales.
Debido a que es biodegradable, el vidrio no sería apropiado para usar en ambientes muy húmedos o húmedos, dice Xu. Los enlaces químicos orgánicos tienden a ser más débiles que los enlaces inorgánicos, por lo que especula que el vidrio peptídico sería menos rígido que el vidrio estándar. Pero ella dice que esta propiedad podría ser beneficiosa en dispositivos flexibles en miniatura, como una lente de microscopio.
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