图 高熵非共价环肽玻璃的形成机制

　　在国家自然科学基金项目（批准号：22025207、22232006、22172172）等资助下，中国科学院过程工程研究所闫学海研究员和袁成前副研究员团队合作，在生物分子非共价玻璃方面取得新进展，相关成果以“高熵非共价环肽玻璃（High-entropy non-covalent cyclic peptide glass）”为题，于2024年8月26日发表于《自然•纳米技术》（Nature Nanotechnology）期刊上。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41565-024-01766-3。

　　玻璃材料的生态循环高效利用对于“双碳”战略的推进和社会的可持续发展具有重要意义，基于非共价键绿色的生物分子组装体是潜在的下一代玻璃材料。环肽因其刚性骨架结构，具有较高的稳定性、生物活性，以及较强的抗酶解能力，被视为构筑生物分子玻璃的理想基元。然而，环肽分子极易结晶，限制了其玻璃化形成能力。

　　为解决该难题，上述研究团队采用高熵策略，首次实现了基于非共价作用的环肽玻璃的创制。通过熔融多种环肽创造高熵环境，利用淬火技术保持过冷液体中的多尺度分布的无序构象，有效抑制其结晶，最终促进了玻璃的形成。这种新型玻璃不仅具有显著的抗结晶性良好的机械性能和优异的酶耐受性，而且通过精细调节组分，能够实现对其性能的精准调控。值得强调的是，这一合成原理不仅适用于环肽体系，同样也适用于制备其他有机小分子的高熵非共价玻璃。