Cientistas criaram um novo material que é cinco vezes mais leve e quatro vezes mais resistente que o aço • Mezha.Media

Pesquisadores da Universidade de Connecticut criaram um material muito forte e leve estruturando o DNA e revestindo-o com uma nanocamada de vidro. O produto resultante, que possui uma estrutura nanorreticulada, exibe uma combinação única de resistência e baixa densidade, tornando-o potencialmente útil em muitos campos de aplicação, escreve o SciTechDaily.

A princípio, a equipe de cientistas criou uma estrutura de DNA automontado, na qual pedaços de DNA de determinado comprimento e composição química são combinados em um esqueleto do material. Em seguida, cobriram o DNA com uma camada muito fina de material vítreo com apenas algumas centenas de átomos de espessura. O vidro cobre apenas os filamentos de DNA, deixando grande parte do volume vazio, o que ajuda a diminuir a densidade do material, ou seja, no futuro, uma massa de coisas prontas.

O vidro pode parecer uma escolha muito ilógica para um material ultraduro, já que o vidro doméstico comum quebra facilmente. Porém, isso ocorre porque não sabemos fazer vidros realmente grandes sem defeitos em sua estrutura, rachaduras, arranhões ou cavidades. Embora pequenos pedaços de vidro possam ser feitos sem falhas, as nanopeças quase sempre têm uma estrutura perfeita. Mas um centímetro cúbico de vidro tão impecável pode suportar uma pressão de 10 toneladas, o que é mais de três vezes a pressão que destruiu o submarino Oceangate Titan em junho de 2023.

O esqueleto do DNA, reforçado com uma camada ultrafina de vidro impecável, tornou o novo material muito forte, enquanto os vazios que constituem a maior parte do volume do material o tornaram leve. Como resultado, as estruturas nanorreticuladas de vidro são quatro vezes mais fortes, mas cinco vezes menos densas que o aço. Uma combinação tão incomum de baixo peso e alta resistência é observada pela primeira vez.

“A capacidade de criar nanomateriais de estrutura 3D projetados usando DNA e mineralizá-los abre enormes oportunidades para a engenharia de propriedades mecânicas. Mas ainda é necessário muito trabalho de investigação antes de podermos empregá-lo como tecnologia”, afirma Oleg Gang, um dos inventores do novo material.

Atualmente, a equipe trabalha com a mesma estrutura de DNA, mas substituindo o vidro por uma cerâmica de metal duro ainda mais resistente. Eles planejam experimentar diferentes estruturas de DNA para ver qual estrutura tornará o material mais forte. Os futuros materiais baseados neste mesmo conceito são muito promissores como materiais economizadores de energia para veículos e outros dispositivos que exigem resistência e leveza. Seok-Woo Lee, outro cientista deste projeto, acredita que a nanoarquitetura do origami de DNA abrirá caminho para a criação de novos materiais mais leves e fortes que nem sequer imaginávamos antes.