Para a densidade dada, nosso material é o mais forte conhecido
Usando uma fusão pouco ortodoxa de DNA e vidro, os pesquisadores sintetizaram um material impressionante que, embora impraticável no momento, dizem ser mais forte e mais leve que o aço.
“Para a densidade dada, nosso material é o mais forte conhecido”, disse Seok-Woo Lee, cientista de materiais da Universidade de Connecticut e coautor de um estudo resultante publicado na revista Cell Reports Physical Science, em um comunicado.
Essa criação assustadoramente forte é conhecida como estrutura de nanolattice de vidro, e Lee acredita que as descobertas estabelecerão as bases para materiais ainda mais fortes no futuro, usando uma arquitetura semelhante.
Estrutura de DNA
Para criar um material forte e leve, os cientistas precisam pensar fora da caixa. Materiais comuns como o ferro, que geralmente podem suportar sete toneladas por centímetro quadrado de pressão, também são extremamente pesados. Um pé cúbico do material pesa mais de 400 libras.
O aço é uma melhoria notável, combinando ferro com carbono para criar um metal ainda mais forte com aproximadamente o mesmo peso. Mas e se você quiser algo muito mais leve – como, digamos, o esteio da armadura Kevlar, que é cinco vezes mais forte que o aço?
Aqui, os pesquisadores fizeram uso de uma técnica de ponta que usa DNA automontado que se encaixa para formar um esqueleto químico. Em seguida, eles envolveram essa arquitetura de DNA em uma camada de um material semelhante ao vidro, com apenas centenas de átomos de espessura – imperceptivelmente fino, em outras palavras.
Pode parecer contra-intuitivo usar um material frágil como o vidro para esse fim, mas os pesquisadores dizem que a principal razão pela qual o vidro se estilhaça facilmente é devido a falhas em sua estrutura, como rachaduras.
Mas, usando o esqueleto de DNA em pequena escala, os pesquisadores podem praticamente eliminar essas imperfeições, resultando em uma estrutura de nanolattice de vidro que não é apenas notavelmente forte, mas também robusta.
Em números, eles afirmam que é quatro vezes a resistência do aço e cinco vezes menor em densidade, um feito que os pesquisadores afirmam nunca ter sido alcançado.
Pequenos passos
Antes que essas descobertas anunciem uma era de novos supermateriais, essas técnicas precisarão ser drasticamente ampliadas para não serem medidas em átomos.
“A capacidade de criar nanomateriais 3D projetados usando DNA e mineralizá-los abre enormes oportunidades para a engenharia de propriedades mecânicas”, disse Oleg Gang, cientista de nanomateriais da Universidade de Columbia que trabalhou na pesquisa, no comunicado. “Mas muito trabalho de pesquisa ainda é necessário antes que possamos empregá-lo como uma tecnologia.”
O próximo passo na lista de tarefas da equipe é replicar o mesmo feito construindo a arquitetura de DNA que eles acabaram de inovar, mas usando cerâmica mais forte em vez de vidro.
Publicado em 11/08/2023 23h55
Artigo original: