玻璃涂层加固DNA 新材料强度是钢的4倍
康涅狄格大学的工程师们用 DNA 研发出了一种非常坚固且轻质的新材料,这种材料能自我组装成晶格,然后在其表面镀上一层玻璃。
兼具强度和重量的材料有可以增强汽车、防弹衣等各种性能。但通常情况下,这两种特性是相互排斥的。然而,科学家现在已经制造出了一种非常坚固而又轻巧的材料。令人惊讶的是,他们利用两种意想不到的构建模块实现了这一目标:DNA 和玻璃。
兼具强度和重量的材料有可以增强汽车、防弹衣等各种性能。但通常情况下,这两种特性是相互排斥的。然而,科学家现在已经制造出了一种非常坚固而又轻巧的材料。令人惊讶的是,他们利用两种意想不到的构建模块实现了这一目标:DNA 和玻璃。
科学家创造了一种自组装 DNA 结构,几乎就像磁砖一样,具有特定长度和化学性质的DNA片段会自行拼接成材料的骨架。然后又在 DNA 上涂上一层非常薄的类似玻璃的材料,厚度只有几百个原子。这层玻璃仅仅覆盖了 DNA 链,材料的大部分体积都是空的,DNA 骨架加固了薄而无暇的玻璃涂层,使材料非常坚固,而占材料大部分体积的空隙则使其重量更轻。
虽然在扩大这种材料的规模并考虑其无数的应用之前,仍有许多工作要做,研究小组计划研究比玻璃更坚固的其他材料,如碳化物陶瓷,看看它们是如何工作和表现的。这可能会在未来研制出更坚固的轻质材料。
该研究成果发表在《细胞报告物理科学》杂志上。
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