Ученые достигли невероятного прорыва: материал из ДНК и стекла объединяет прочность и легкость в одном!
Инженеры из Университета Коннектикута разработали новый материал с использованием молекул ДНК и стекла, который является в четыре раза прочнее стали и при этом очень легким.
Исследователи использовали свойства ДНК, точнее ее способность самостоятельно собираться в заданную структуру — и создали каркас из ДНК, который затем был покрыт стеклом. Это свойство самосборки ДНК известно и используется, например, при создании фигур из ДНК-оригами.
Инженеры разработали ДНК, которая была запрограммирована на самосборку в решетчатые формы, похожие на арматуру из бетона. Затем этот каркас был покрыт стекловидным материалом, состоящим из очень тонких слоев. Готовый материал обладает высокой прочностью за счет комбинации свойств ДНК и стекла, а также низкой плотностью, так как каркас из ДНК окружает пустое пространство.
Несмотря на то, что стекло известно своей хрупкостью, даже небольшое воздействие может вызывать трещины и дефекты в материале. Однако создание маленьких наноструктур из стекла без дефектов является гораздо более простой задачей.
Проведенное тестирование показало, что стеклянные нанорешетчатые структуры обладают в четыре раза большей прочностью и в пять раз меньшей плотностью по сравнению со сталью. Это сочетание легкости и прочности является уникальным и не достигнуто ни в одном другом материале.
Тем временем необычный эксперимент осуществили ученые из Sandia National Laboratories и Техасского университета A&M. Неожиданный трюк заключался в том, что кусок платины растягивался, левитируя в вакууме. Предсказуемо, микроскопическая платина подверглась, так называемому, «усталостному напряжению», склонной испытывать внешнее воздействие.
