Ученые создали из фрагментов ДНК и стекла материал в четыре раза прочнее стали

Ученые из Университета Коннектикута разработали новый материал, который сочетает в себе легкость и прочность. В качестве строительных блоков для него использовали ДНК и стекло.

Легкие и прочные материалы широко востребованы в промышленности. Из них изготавливают защитные жилеты и медицинские приборы, детали автомобилей и летательных аппаратов. Для изготовления таких изделий обычно применяются сплавы. Но в последние годы традиционные металлургические технологии достигли своего предела.

Авторы последней разработки применили новый подход. Они построили структуру из ДНК и покрыли ее стеклом, создав очень прочный материал с очень низкой плотностью. Стекло считается хрупким, однако оно ломается только при наличии дефектов (трещин, царапин, недостающих атомов). «Идеальный» кубический сантиметр стекла способен выдержать давление в 10 тонн (для сравнения, железо – семь тонн).

«Пока толщина стекла меньше микрометра, оно почти всегда лишено дефектов. А поскольку плотность стекла намного ниже, чем у металлов и керамики, любые конструкции, изготовленные из «идеального» наноразмерного стекла, должны быть прочными и легкими», – заключили ученые.

Команда создала структуру из фрагментов ДНК определенной длины и химического состава, которые соединялись друг с другом и формировали каркас. Затем ДНК покрыли слоем стеклообразного материала толщиной в несколько сотен атомов.

Каркас ДНК укрепил стеклянное покрытие, а пустоты, составляющие большую часть объема материала, придали ему легкость. По словам ученых, получившаяся структура в четыре раза прочнее и в пять раз менее плотная, чем сталь.

В настоящее время ученые продолжают работать над усовершенствованием свойств материала, Так, стекло заменяют еще более прочной карбидной керамикой.

Источник: https://mir24.tv/