دانشمندان با DNA و شیشه، ماده‌ای قوی‌تر و سبک‌تر از فولاد ساختند

دانشمندان با روشی غیرمتداول دست به ترکیب DNA و شیشه زده‌اند و ماده شگفت‌آوری را ساخته‌اند که اگرچه هنوز تا رسیدن به بازار مصرفی فاصله دارد، اما چهار‌برابر قوی‌تر از فولاد است، درحالی‌که چگالی آن پنج‌برابر کمتر است. محققان می‌گویند چنین دستاوردی تاکنون هرگز حاصل نشده بود.

پژوهشگرانی ازجمله از دانشگاه کنتیکت و کلمبیا مدعی ساخت ماده‌ای شده‌اند که می‌گویند با توجه به چگالی پایینی که دارد، مستحکم‌ترین ماده شناخته‌شده در دنیاست. این ماده تحت عنوان یک ساختار نانوشبکه شیشه‌ای معرفی شده و می‌تواند زیربنایی برای معماری‌های مشابه و حتی مستحکم‌تر باشد.

محققان برای ساخت این ماده از تکنیکی بسیار مدرن بهره گرفتند. آن‌ها از یک نوع DNA استفاده کردند که شکل خودش را می‌سازد و مثل یک اسکلت شیمیایی به‌هم می‌چسبد. دانشمندان سپس این ساختار را درون لایه‌ای از شیشه با ضخامت چند صد اتم قرار دادند.

معماری DNA شکنندگی شیشه را از بین برد

شاید تصور کنید که استفاده از شیشه در ماده‌ای که قرار است بسیار مستحکم باشد، اشتباه است. اما پژوهشگران توضیح داده‌اند که دلیل اصلی شکستن شیشه، ایراداتی است که در ساختار آن وجود دارد. درنتیجه آن‌ها با استفاده از اسکلت DNA در مقیاس کوچک این ایرادات را برطرف کرده‌اند و نانوشبکه‌ای از شیشه ساخته‌اند که بسیار مستحکم و بادوام است.

«اولگ گانگ»، متخصص نانوذرات دانشگاه کلمبیا که در این تحقیق ایفای نقش کرده است، می‌گوید ساخت نانوموادی که به‌صورت چهارچوب‌های سه‌بعدی با کمک DNA ساخته شده‌اند، دستاورد بزرگی است و می‌تواند فرصت‌های زیادی را برای مهندسی خواص مکانیکی در اختیار ما قرار دهد. بااین‌حال، هنوز باید کارهای زیادی صورت بگیرد تا امکان استفاده از این فناوری را داشته باشیم.

محققان در گام بعدی قصد دارند همین ساختار DNA را یک بار دیگر تولید کنند اما در این آزمایش جدید به‌جای شیشه از سرامیک بهره بگیرند. نتایج یافته‌های فعلی آن‌ها به‌صورت مقاله‌ای در مجله علمی Cell Reports Physical Science منتشر شده است.