ДНК, покрытая стеклом или как устроены каменные тролли

Ракса

киберэзотерик
Команда форума
Регистрация
5 Ноя 2019
Сообщения
6.339
Реакции
2.499
Баллы
113

ДНК, покрытая стеклом или как устроены каменные тролли.​

Создан невероятно прочный и легкий материал будущего

Если будете выбирать себе супергероя-заступника — то выбирайте не Железного человека, а парня с куда более странным прозвищем — Человека-с-нанорешеткой-из-стеклянной ДНК! Инженеры из Университета Коннектикута разработали очень прочный и легкий новый материал на основе ДНК, который самостоятельно собирается в решетки, а затем покрывается стеклом.

e2828f0ca670ffaf1bd6615b535700a4_ce_858x572x0x76_cropped_666x444.webp


Сила и вес часто являются противоположными свойствами: увеличивая одно, вы обычно уменьшаете другое. Разработка материалов, которые обеспечивают правильный баланс для данной работы, является ключевой областью исследований, и теперь ученые нашли многообещающее сочетание ДНК и стекла.

Хотя ДНК в основном известна своими свойствами сохранять огромные объемы данных за счет «плотной» упаковки, она также может быть универсальной в качестве наноразмерного строительного материала. ДНК может растягиваться или сжиматься и даже самостоятельно собираться в различные формы. Стекло, с другой стороны, может показаться хрупким, но его склонность к разрушению обычно возникает из-за дефектов, таких как трещины — безупречные кусочки стекла могут быть невероятно прочными. И что интересно, именно крошечные кусочки стекла почти всегда безупречны.
Ученые воспользовались этим удивительным свойством. Они начали с ДНК, которая была запрограммирована на самосборку в решетчатые формы. Затем структура была покрыта стекловидным материалом, образующим слои толщиной всего в несколько сотен атомов. Конечным результатом стали тонкие нити ДНК со стеклянным покрытием, которые приобретают огромную прочность благодаря строению обоих компонентов. Кроме того, они невероятно легкие, потому что эти нити образуют каркас, который окружает в основном пустое пространство.

b169baf351100205f0a89f7820807669_cropped_666x349.webp

Схема организации ДНК в прочную решетку

В ходе испытаний ученые обнаружили, что их стеклянные нанорешетки ДНК обладают прочностью на сжатие до 5 гигапаскалей (ГПа).
По факту, они в четыре раза прочнее стали и при этом в четыре раза менее плотные.
«Для данной плотности наш материал является самым прочным из известных», — заявил Сок-Ву Ли, соавтор исследования.

Следующими шагами исследовательской группы будут эксперименты с формулой, в том числе тестирование различных структур ДНК и замена стекла на такие материалы, как карбидная керамика, чтобы посмотреть, смогут ли они сделать его еще прочнее.
«Возможность создавать спроектированные трехмерные наноматериалы каркаса с использованием ДНК и их минерализация открывает огромные возможности для инженерных механических свойств», — отметил Олег Ганг, соавтор исследования.


Источник
 
Назад
Сверху