L’avancement de la technologie stimule la création de nouveaux matériaux, sur lesquels les scientifiques espagnols et du monde entier travaillent depuis longtemps. Si le Galvorn, qui est très résistant et pèse deux fois moins que l’aluminium, et le LK-99, le premier supraconducteur à température ambiante qui peut tout changer, sont sortis récemment ; Maintenant, certains chercheurs ont fabriqué un élément révolutionnaire qui retirera l’acier, puisqu’il est cinq fois plus léger et quatre fois plus résistant.
L’ADN est une molécule incroyablement polyvalente qui peut coder les données pour créer un plan pour toute créature vivante, des bactéries aux humains, et peut même se plier, se froisser et se plier avec force pour s’adapter à l’intérieur des cellules. Une flexibilité qui pourrait en faire un élément de construction très utile à l’échelle nanométrique. Et avec cette idée, certains ingénieurs de l’Université du Connecticut (États-Unis) ont expérimenté, qui ont réussi à développer un nouveau matériau utilisant une structure d’ADN synthétique qui s’auto-assemble en treillis et est ensuite recouvert de verre.
La résistance et le poids sont généralement des propriétés opposées, car lorsque l’un augmente, l’autre diminue généralement ; Par conséquent, parvenir à fabriquer un matériau avec le bon équilibre est une tâche clé pour les chercheurs. Ce que les scientifiques de l’université américaine ont maintenant réalisé en combinant deux composants improbables : l’ADN et le verre. Du coup, ils ont fabriqué « un matériau extraordinairement résistant et léger », comme ils le soulignent dans un communiqué officiel. Un article qui pourrait tout améliorer, des voitures aux gilets pare-balles.
ADN et verre
L’ADN synthétique en tant que matériau de construction à l’échelle nanométrique pourrait être très polyvalent, étant capable de s’auto-assembler de diverses manières. Pour sa part, le verre peut sembler fragile, mais sa tendance à se briser est généralement due à des défauts de sa structure, tels que des fissures ou des rayures ; tandis qu’un centimètre cube de verre en parfait état peut supporter jusqu’à 10 tonnes de pression. Des qualités dont les chercheurs ont su tirer parti dans ce projet. « Pour une densité donnée, notre matériel est le plus solide connudit Seok-Woo Lee, co-auteur et scientifique des matériaux à l’Université du Connecticut.
Dans leur étude, publiée dans la revue Cell Reports Physical Science, les chercheurs notent qu’ils ont commencé par construire un échafaudage à partir d’ADN pour former le squelette, puis l’ont recouvert d’un élément vitreux, formant des couches de seulement quelques centaines d’atomes d’épaisseur. Le résultat final était de fins brins d’ADN recouverts de verre qui gagnent en résistance grâce au support des deux matériaux et sont légers car ils forment un cadre qui entoure un espace principalement vide.
Schéma de la formation du nouveau matériau. Université du Connecticut Omicrono
Au cours de leurs tests, les scientifiques ont découvert que leur matériau nano-réseau d’ADN de verre avait une résistance à la compression allant jusqu’à 5 gigapascals (GPa). Un fait qui signifie qu’il est quatre fois plus résistant que l’acier, mais avec un cinquième de sa densité. Une combinaison inhabituelle de légèreté et de haute résistance qui n’a jamais été atteinte auparavant.
Bien sûr, les chercheurs savaient que créer un grand morceau de verre sans défauts est une tâche compliquée ; bien qu’ils aient réussi à le faire même en très petits morceaux. Tant que le verre a moins d’un micromètre d’épaisseur, il sera presque toujours impeccable. Et comme la densité du verre est bien inférieure à celle des métaux et de la céramique, toute structure en verre nanométrique sans défaut doit être solide et légère.
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« La capacité de créer des nanomatériaux à structure tridimensionnelle à base d’ADN et de les minéraliser ouvre d’énormes opportunités pour l’ingénierie des propriétés mécaniques. Mais il y a encore beaucoup de travail de recherche avant de pouvoir l’utiliser comme technologie », a déclaré Oleg Gang, co-auteur de l’étude, dans un communiqué.
le rendre plus résistant
Des matériaux solides et légers ont permis la création de gilets pare-balles légers, de meilleurs dispositifs médicaux et de voitures et d’avions plus sûrs et plus rapides. Et ce nouveau matériau pourrait tout changer, il pourrait même servir à économiser de l’énergie dans les véhicules et les objets qui privilégient la résistance. Les prochaines étapes pour l’équipe de recherche consistent à expérimenter la formule. En fait, ils travaillent actuellement sur différentes structures d’ADN dans lesquelles ils ont remplacé le verre par des matériaux tels que la céramique au carbure pour voir s’il peut être rendu encore plus fort.
« Je suis un grand fan des films d’Iron Man, et Je me suis toujours demandé comment créer une meilleure armure pour Iron Man. Il doit être très léger pour pouvoir voler plus vite. Il doit être très résistant pour le protéger des attaques de ses ennemis. Notre nouveau matériau est cinq fois plus léger mais quatre fois plus résistant que l’acier. Ainsi, nos nanofeuilles de verre seraient bien meilleures que tout autre matériau structurel pour créer une armure améliorée pour Iron Man », conclut Seok-Woo Lee.
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