مستحکم ترین ماده جهان با ترکیب DNA و شیشه ساخته شد!

دانشمندان با روشی غیرمتداول دست به ترکیب DNA و شیشه زده‌اند و در نهایت توانسته‌اند ماده جدیدی را تولید کنند که با وجود چگالی بسیار پایین، به عنوان مستحکم‌ترین ماده شناخته شده دنیا توصیف می‌شود. این ماده در آینده به عنوان ماده اصلی ساخت ساختمان‌ها و خودروهای نسل جدید مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

موادی که هم قوی و هم سبک باشند، می‌توانند در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفته و کاربردهای چشمگیری داشته باشند. با این حال، این دو کیفیت در مقابل یکدیگر قرار گرفته و کاهش یکی، منجر به کاهش دیگری خواهد شد.

با این وجود، محققان با ترکیب غیرمعمول DNA و شیشه توانسته‌اند ماده قابل توجهی را سنتز کنند که با وجود فاصله زیاد تا بازار و تبدیل شدن به یک محصول قابل دسترس، بسیار قوی‌تر و سبک‌تر از فولاد است.

سئوک وو لی (Seok-Woo Lee)، دانشمند علوم مواد در دانشگاه کانکتیکات و یکی از نویسندگان مقاله مرتبط با این دستاورد در مجله Cell Reports Physical Science، در رابطه با این ماده جدید و بسیار قدرتمند توضیح داده است:

با در نظر گرفتن چگالی ثبت شده، این ماده قوی‌ترین ماده شناخته شده است.

به گزارش Uconn، این ماده جدید دارای سازه‌ای بسیار قوی به نام ساختار نانو شبکه شیشه‌ای (glass nanolattice structure) بوده و به گفته سئوک وو لی می‌تواند زمینه را برای تولید مواد قوی‌تر و سبک‌تر در آینده با استفاده از معماری مشابه فراهم کند.

چهارچوب DNA در یک ماده مستحکم شیشه‌ای

به گزارش Yahoo، برای ایجاد این ماده قوی و سبک، دانشمندان مجبور شدند که خارج از چهارچوب فکر کنند. مواد معمولی مانند فلز آهن (که می‌تواند ۷ تن وزن و فشار را در هر سانتی‌متر مربع تحمل کند) علی‌رغم استحکام بسیار زیاد خود، بسیار سنگین هستند.

با این وجود، ترکیب این فلز سنگین با کربن منجر به ساخت فولاد می‌شود که با همان وزن، می‌تواند یک ترکیب مستحکم‌تر را در اختیار ما قرار دهد. با این حال، پیشرفت فناوری و صنایع مختلف به نقطه‌ای رسیده که اکنون نیازمند یک ماده بسیار قوی و سبک‌تر از فولاد هستیم.

در همین راستا، محققان از یک روش بسیار پیچیده و مدرن استفاده کرده‌اند که در آن از یک نوع DNA با قابلیت خودآرایی (ساخت شکل خودش به صورت خودکار) استفاده شده که به هم می‌چسبد و یک اسکلت شیمیایی را تشکیل می‌دهد.

سپس آن‌ها این معماری DNA را در لایه‌ای شیشه با ضخامت تنها چند صد اتم محصور کردند. اگرچه استفاده از شیشه برای ساخت یک ماده بسیار مستحکم کمی عجیب به نظر می‌رسد، اما به گفته دانشمندان وجود ایراداتی همچون ترک‌های بسیار کوچک در ساختار شیشه باعث کاهش استحکام آن می‌شود.

به گفته آن‌ها، استفاده از چهارچوب DNA در مقیاس کوچک می‌تواند عملاً این عیوب را از بین برده و در نتیجه ساختار نانو شبکه‌ای شیشه‌ای ایجاد شود که نه‌تنها به طور قابل ملاحظه‌ای قوی است، بلکه وزن چندانی ندارد.

دانشمندان مدعی شده‌اند که این ماده جدید چهار برابر مستحکم‌تر و پنج برابر سبک‌تر از فولاد است.