Naukowcy pracują nad materiałem 5x lżejszym i 4x mocniejszym niż stal.
Naukowcy z University of Connecticut dokonali przełomowego odkrycia jak informuje serwis scitechdaily.com.
Naukowcy opracowali bardzo wytrzymały materiał o niezwykle niskiej gęstości, konstruując strukturę przy użyciu DNA, a następnie pokrywając ją szkłem.
Materiały posiadające zarówno wytrzymałość, jak i lekkość mogą potencjalnie ulepszyć wszystko, od samochodów po kamizelki kuloodporne. Ale zwykle te dwie cechy wzajemnie się wykluczają. Jednak naukowcy z University of Connecticut wraz ze swoimi współpracownikami stworzyli teraz niezwykle mocny, a jednocześnie lekki materiał. Co zaskakujące, osiągnęli to, używając dwóch nieoczekiwanych elementów konstrukcyjnych: DNA i szkła.
„Dla danej gęstości nasz materiał jest najsilniejszym znanym” – mówi Seok-Woo Lee, naukowiec zajmujący się materiałami w University of Connecticut, Lee i współpracownicy z UConn, Columbia University i Brookhaven National Lab podali szczegóły 19 lipca w Cell Reports Physical Science.
Siła jest względna. Na przykład żelazo może wytrzymać nacisk 7 ton na centymetr kwadratowy. Ale jest również bardzo gęsty i ciężki, waży 7,8 grama na centymetr sześcienny. Inne metale, takie jak tytan, są mocniejsze i lżejsze niż żelazo. A niektóre stopy łączące wiele pierwiastków są jeszcze mocniejsze. Mocne, lekkie materiały pozwoliły na stworzenie lekkich kamizelek kuloodpornych, lepszych urządzeń medycznych oraz bezpieczniejszych, szybszych samochodów i samolotów.
Najłatwiejszym sposobem na zwiększenie zasięgu pojazdu elektrycznego nie jest na przykład powiększenie akumulatora, ale zmniejszenie masy samego pojazdu bez poświęcania bezpieczeństwa i żywotności. Jednak tradycyjne techniki metalurgiczne osiągnęły w ostatnich latach granicę, a naukowcy zajmujący się materiałami musieli wykazać się jeszcze większą kreatywnością, aby opracować nowe lekkie materiały o wysokiej wytrzymałości.
Teraz Lee i współpracownicy donoszą, że budując strukturę z DNA, a następnie pokrywając ją szkłem, stworzyli bardzo mocny materiał o bardzo małej gęstości. Szkło może wydawać się zaskakującym wyborem, ponieważ łatwo się tłucze. Jednak szkło zwykle pęka z powodu wady – takiej jak pęknięcie, rysa lub brakujące atomy – w jego strukturze. Nieskazitelny centymetr sześcienny szkła może wytrzymać ciśnienie 10 ton.
Bardzo trudno jest stworzyć duży kawałek szkła bez wad. Ale naukowcy wiedzieli, jak zrobić bardzo małe, nieskazitelne kawałki. Dopóki szkło ma grubość mniejszą niż mikrometr, prawie zawsze jest nieskazitelne. A ponieważ gęstość szkła jest znacznie mniejsza niż w przypadku metali i ceramiki, wszelkie konstrukcje wykonane z nieskazitelnego nano szkła powinny być mocne i lekkie.
Czy innowacyjna technologia zostanie wykorzystana na większą skalę? Przekonamy się pewnie o tym już niebawem.
Opracowane na podstawie informacji z scitechdaily.com
