Utilizan ADN para construir material más ligero y resistente que el acero

Mediante el uso de una fusión poco ortodoxa de ADN y vidrio, investigadores han sintetizado un material impresionante que, aunque poco práctico en este momento, dicen que es más fuerte y más liviano que el acero.

“Para la densidad dada, nuestro material es el más fuerte conocido”, dijo en un comunicado Seok-Woo Lee, científico de materiales de la Universidad de Connecticut y coautor del estudio resultante.

Esta creación extrañamente fuerte es lo que se conoce como una estructura de nanorrejilla de vidrio, y Lee cree que los hallazgos sentarán las bases para materiales aún más fuertes en el futuro utilizando una arquitectura similar.

Para crear un material que sea fuerte y liviano, los científicos tienen que pensar distinto.

Los materiales comunes como el hierro, que generalmente pueden soportar siete toneladas por centímetro cuadrado de presión, también son enormemente pesados.

Un pie cúbico del material pesa más de 182 Kg.

El acero es una mejora notable, ya que combina hierro con carbono para crear un metal aún más fuerte con aproximadamente el mismo peso.

Pero, ¿qué sucede si desea algo mucho más liviano, como, por ejemplo, el pilar principal de la armadura corporal Kevlar, que es libra-libra cinco veces más fuerte que el acero?

Aquí, los investigadores hicieron uso de una técnica de última generación que utiliza ADN autoensamblado que se une para formar un esqueleto químico.

Luego encerraron esta arquitectura de ADN en una capa de un material similar al vidrio de solo cientos de átomos de espesor, en otras palabras, imperceptiblemente delgado.

Puede parecer contradictorio usar un material frágil como el vidrio para este propósito, pero los investigadores dicen que la razón principal por la que el vidrio se rompe fácilmente se debe a fallas en su estructura, como grietas.

Pero al usar el esqueleto de ADN a pequeña escala, los investigadores pueden eliminar virtualmente esas imperfecciones, dando como resultado una estructura de nanorrejilla de vidrio que no solo es notablemente fuerte, sino también robusta.

En números, afirman que es cuatro veces más resistente que el acero y cinco veces más bajo en densidad, una hazaña que los investigadores afirman que nunca se ha logrado.

Antes de que estos hallazgos anuncien una era de nuevos supermateriales, será necesario ampliar drásticamente estas técnicas para que no se midan en átomos.

“La capacidad de crear nanomateriales de marco 3D diseñados utilizando ADN y mineralizarlos abre enormes oportunidades para diseñar propiedades mecánicas”, dijo en el comunicado Oleg Gang, científico de nanomateriales de la Universidad de Columbia que trabajó en la investigación.

“Pero todavía se necesita mucho trabajo de investigación antes de que podamos emplearlo como tecnología”.

El siguiente paso en la lista de tareas pendientes del equipo es replicar la misma hazaña construyendo a partir de la arquitectura de ADN que acaban de innovar, pero usando cerámica más fuerte en lugar de vidrio.

Fuente: UConn Today