Bagaimana merancang baju besi yang tak terkalahkan untuk pahlawan super favorit Anda sehingga ringan untuk gerakan cepat tetapi cukup tahan untuk melindunginya dari musuh?
Dari pertanyaan yang agak kutu buku inilah sebuah tim ilmuwan material dari Universitas Connecticut dan Columbia bekerja untuk menciptakan material yang kuat dan berdensitas rendah dengan menggabungkan dua elemen yang tidak terduga: kaca dan DNA.
Menurut para peneliti yang dibantu oleh Brookhaven National Lab, materi yang mereka kembangkan adalah terkuat yang diketahui sejauh ini.
Bagaimana bahan tersebut dibuat?
Jadi bagaimana Anda menggabungkan kekuatan dan keringanan? Para peneliti membangunnya kerangka DNA, yang kemudian mereka lapisi dengan kaca, bahan yang tampaknya rapuh. Satu sentimeter kubik kaca sempurna sebenarnya mampu menahan tekanan 10 ton, jumlah yang tiga kali lebih tinggi dari tekanan yang secara tragis menyebabkan kapal selam Titan meledak.
Menghasilkan lembaran kaca besar tanpa cacat bukanlah hal yang mudah, namun dimungkinkan untuk membuat potongan-potongan kecil dan sempurna, asalkan Anda membatasi diri pada ketebalan kurang dari mikrometer (sepersejuta meter). Dan di sinilah hal itu berperan kepadatan kaca, jelas lebih banyak kandungannya dibandingkan keramik dan logam, sehingga mendukung terciptanya bahan yang tahan dan ringan.
Oleh karena itu, kerangka bahan tersebut terdiri dari potongan-potongan DNA, dengan panjang dan karakteristik kimia tertentu, yang berkumpul sendiri, membentuk kerangka filamen. Yang terakhir ditutupi dengan lapisan kaca yang sangat tipis, sehingga sebagian besar volume materialnya kosong. Cara ini memungkinkan kami memperoleh a kisi nano yang kuat namun ringan dengan kekuatan empat kali lipat dan kepadatan baja lima kali lipat.
Aplikasi potensial
Berkat penelitian ini, peluang rekayasa penting kini dapat terbuka. Kemampuan untuk membuat bahan nano yang kuat dan ringan, dengan struktur 3D yang dirancang menggunakan DNA, akan memungkinkan kita mengatasi keterbatasan teknik metalurgi tradisional dan meningkatkan sifat bahan yang digunakan untuk membuat peralatan medis, baju besi, pesawat terbang, dan mobil. Nanograting, sebagai contoh saja, akan menjadi pendukung utama bobot ringan kendaraan: salah satu karakteristik mendasar untuk memperluas otonomi kendaraan listrik.
Sumber: hari ini.uconn.edu
