좋아하는 슈퍼 히어로를 위한 무적의 갑옷을 디자인하여 빠른 움직임에는 가벼우면서도 적으로부터 그를 보호할 수 있을 만큼 튼튼하도록 디자인하는 방법은 무엇일까요?
이 다소 괴상한 질문에서 나온 것입니다. 코네티컷 대학과 컬럼비아 대학의 재료 과학자 그룹은 두 가지 예상치 못한 요소를 결합하여 강력하고 밀도가 낮은 재료를 만들기 위해 노력했습니다. 유리 그리고 DNA.
Brookhaven National Lab의 지원을 받은 연구원들에 따르면, 그들이 개발한 물질은 다음과 같습니다. 지금까지 알려진 것 중 가장 강한 것.
그런 재료는 어떻게 만들어지나요?
그렇다면 강함과 가벼움을 어떻게 결합합니까? 연구원들은 하나를 만들었습니다. DNA 골격, 그들은 그 다음 코팅 유리, 외관상 깨지기 쉬운 물질. 10입방센티미터의 완벽한 유리는 실제로 XNUMX톤의 압력을 견딜 수 있는데, 이는 비극적으로 타이탄 잠수함이 파열되는 압력보다 XNUMX배 더 높은 수치입니다.
큰 유리판을 결함 없이 제작하는 것은 쉽지 않지만, 두께를 XNUMXmm 이하로 제한한다면 작고 완벽한 유리판을 만드는 것은 가능합니다. 마이크로미터 (XNUMX만분의 XNUMX미터). 그리고 이것이 바로 그것이 작용하는 곳입니다 유리 밀도, 세라믹과 금속보다 확실히 더 많이 포함되어 있어 저항력이 있고 가벼운 재료를 만드는 데 유리합니다.
따라서 물질의 틀은 특정 길이와 화학적 특성을 지닌 DNA 조각으로 구성되었으며, 이는 자가 조립되어 필라멘트 골격을 구성했습니다. 후자는 매우 얇은 유리 층으로 덮여 있어 재료의 대부분이 비어 있습니다. 이 방법을 통해 우리는 강하면서도 가벼운 나노격자는 강철보다 강도가 XNUMX배, 밀도가 XNUMX배 높습니다.
잠재적인 응용
이 연구 덕분에 이제 중요한 엔지니어링 기회가 열릴 수 있습니다. DNA를 이용해 설계된 3차원 구조로 강하고 가벼운 나노물질을 만드는 능력은 기존 야금기술의 한계를 뛰어넘고, 의료 기기, 갑옷, 비행기 및 자동차를 만드는 데 사용되는 재료의 특성을 향상시킵니다. 한 가지 예를 들자면 나노그레이팅은 전기 자동차의 자율성을 확장하기 위한 기본 특성 중 하나인 자동차 경량화의 주요 지지자가 될 것입니다.
출처: today.uconn.edu
