Oltre l'acciaio: il materiale rivoluzionario che combina DNA e vetro
Da sempre, l'ingegneria dei materiali è stata una corsa alla ricerca del perfetto equilibrio tra forza e leggerezza. Fino ad ora, queste due caratteristiche sembravano essere in conflitto tra loro. La risposta a questa eterna sfida potrebbe essere nascosta nel DNA.
Ogni grande scoperta ha bisogno di una musa ispiratrice, e in questo caso (non ci crederete) è stata l'armatura di Iron Man. Oleg Gang, ricercatore nel campo dei nanomateriali alla Columbia University (e fan dei personaggi Marvel) lo conferma: "Il nostro nuovo materiale è cinque volte più leggero e quattro volte più forte dell'acciaio. I nostri nanoreticoli di vetro sarebbero molto migliori di qualsiasi altro materiale strutturale per creare un'armatura migliorata per Iron Man."
(B) mostra un'immagine al microscopio elettronico a trasmissione del materiale e (C) ne mostra un'immagine al microscopio elettronico a scansione, con i due pannelli di destra che ingrandiscono le caratteristiche su scale diverse. Credits: Università del Connecticut.
Il segreto è nel vetro
Il vetro è un materiale che abbiamo sempre associato alla fragilità. Ma la fragilità del vetro è dovuta principalmente a imperfezioni nella sua struttura, come crepe o atomi mancanti. In forma pura, il vetro può resistere a pressioni incredibili.
Primo problema, dunque: eliminare queste imperfezioni, o sviluppare forme più "efficienti".
Per creare questo materiale rivoluzionario, i ricercatori hanno utilizzato il DNA come impalcatura su cui applicare un rivestimento di vetro. Questo scheletro di DNA agisce come una struttura portante, permettendo al vetro di mantenere la sua forma e resistenza. Il risultato è un materiale che combina il meglio di entrambi i mondi: la forza del vetro e la leggerezza del DNA. E surclassa l'acciaio.
Resta del lavoro da fare
Le applicazioni di questo nuovo materiale? Tantissime: industria aerospaziale, ingegneria civile, ma anche medicina, robotica e molto altro.
Prima di considerare un ricordo l'acciaio, però, freniamo le aspettative: Oleg Gang avverte che "molto lavoro di ricerca è ancora necessario prima che possiamo impiegarlo come tecnologia." Tuttavia, il team è già al lavoro per migliorare ulteriormente le proprietà del materiale, esplorando l'uso di ceramiche speciali al posto del vetro e nuove strutture.
I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Cell Reports Physical Science (ve li linko qui).
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