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此前，科研團隊已創新性開發出一種基于氨基酸和肽的可生物降解和循環利用的玻璃材料，這種非共價生物分子玻璃可為傳統玻璃和塑料提供一種綠色、可持續發展的替代方案。在此基礎上，研究人員希望進一步研發出在復雜生理條件下更為穩定的非共價生物分子玻璃——環肽玻璃。

環肽具有剛性骨架結構，因此有較高的穩定性、生物活性，以及較強的抗酶解能力，被視為構筑新型生物基材料和藥物的理想分子基元。

但環肽分子極易結晶，限制了其玻璃化形成能力。為此，研究團隊采用高熵策略，首次實現了基于非共價作用的環肽玻璃的創制。通過熔融多種環肽創造高熵環境，利用淬火技術保持過冷液體中多尺度分布的無序構象，有效抑制其結晶，最終促進了玻璃的形成。

該原理適用于其他有機小分子高熵非共價玻璃的制備。環肽玻璃抗結晶性、機械性能和酶耐受性的提升得益于玻璃中分子擴散的減緩和網絡連接性的增強。研究人員通過對成分的精確調控，可以實現對這些性能的有效調節，這為環肽藥物的可控釋放提供了新的可能。

此外，環肽玻璃還顯示出整合染料和納米顆粒等其他功能基團的潛力，為多功能可持續非共價玻璃的設計和開發提供了方案。

相關論文信息：

http://doi.org/10.1038/s41565-024-01766-3