Los científicos utilizan el ADN para construir material más ligero y resistente que el acero

Utilizando una fusión poco ortodoxa de ADN y vidrio, los investigadores han sintetizado un material impresionante que, aunque poco práctico por el momento, dicen que es más fuerte y más ligero que el acero.

"Para la densidad dada, nuestro material es el más fuerte conocido", dijo en un comunicado Seok-Woo Lee, científico de materiales de la Universidad de Connecticut y coautor del estudio resultante publicado en la revista Cell Reports Physical Science.

Esta creación increíblemente fuerte es lo que se conoce como una estructura de nanored de vidrio, y Lee cree que los hallazgos sentarán las bases para materiales aún más fuertes en el futuro utilizando una arquitectura similar.

Para crear un material que sea resistente y liviano, los científicos deben pensar de manera innovadora. Los materiales comunes como el hierro, que generalmente pueden soportar siete toneladas por centímetro cuadrado de presión, también son enormemente pesados. Un pie cúbico de este material pesa más de 400 libras.

El acero es una mejora notable, ya que combina hierro con carbono para crear un metal aún más fuerte con aproximadamente el mismo peso. Pero ¿qué pasa si quieres algo mucho más liviano, como, por ejemplo, el pilar de la armadura Kevlar, que es cinco veces más fuerte que el acero?

Aquí, los investigadores utilizaron una técnica de vanguardia que utiliza ADN autoensamblado que se une para formar un esqueleto químico. Luego encerraron esta arquitectura de ADN en una capa de un material similar al vidrio de sólo cientos de átomos de espesor; en otras palabras, imperceptiblemente delgado.

Puede parecer contradictorio utilizar un material frágil como el vidrio para este propósito, pero los investigadores dicen que la razón principal por la que el vidrio se rompe fácilmente se debe a fallas en su estructura, como grietas.

Pero al utilizar el esqueleto de ADN a pequeña escala, los investigadores pueden eliminar virtualmente esas imperfecciones, lo que da como resultado una estructura de nanored de vidrio que no sólo es notablemente fuerte, sino también robusta.

En números, afirman que es cuatro veces más resistente que el acero y cinco veces menor en densidad, una hazaña que los investigadores afirman que nunca se ha logrado.

Antes de que estos hallazgos presagien una era de nuevos supermateriales, será necesario ampliar drásticamente estas técnicas y dejar de medirlas en átomos.

"La capacidad de crear nanomateriales estructurales 3D diseñados utilizando ADN y mineralizarlos abre enormes oportunidades para diseñar propiedades mecánicas", dijo en el comunicado Oleg Gang, científico de nanomateriales de la Universidad de Columbia que trabajó en la investigación. "Pero aún queda mucho trabajo de investigación antes de que podamos utilizarlo como tecnología".

El siguiente paso en la lista de tareas pendientes del equipo es replicar la misma hazaña construyendo a partir de la arquitectura de ADN que acaban de innovar, pero utilizando cerámicas más resistentes en lugar de vidrio.

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