Un nuovo nanomateriale composto da filamenti di DNA rivestiti di vetro perfetto potrebbe rappresentare una delle strutture più resistenti e leggere al mondo. I collaboratori dell'Università del Connecticut, dell'Università di Columbia e del Brookhaven National Lab hanno sviluppato questa innovativa soluzione che offre una resistenza quattro volte superiore e un peso cinque volte più leggero dell'acciaio. Le microscopiche strutture a maglia potrebbero, dunque, aprire la strada a una nuova generazione di veicoli estremamente durevoli e leggeri, armature e molti altri prodotti.
Il procedimento per ottenere questo nanomateriale è stato recentemente descritto in un articolo pubblicato su Cell Reports Physical Science. Innanzitutto, il team ha collegato diverse porzioni di DNA auto-assemblante per creare una struttura nanostrutturale simile alle travi di supporto di un edificio. Successivamente, i filamenti di DNA sono stati rivestiti con uno strato di materiale simile al vetro, spesso solo di qualche centinaio di atomi, lasciando spazi relativamente ampi simili alle stanze di una casa. Questi spazi vuoti hanno permesso al nanomateriale risultante di mantenere una leggerezza estrema, mentre il rivestimento di vetro ne ha rafforzato la resistenza.
La nanotecnologia del DNA è un ramo della nanotecnologia che utilizza le singole proprietà di riconoscimento molecolare del DNA e altri acidi nucleici per creare strutture progettate, controllabili fuori dal DNA. Questo ha possibili applicazioni nel campo dell'autoassemblaggio molecolare e nel computer a DNA. In questo campo, il DNA viene utilizzato come un materiale strutturale piuttosto che come un messaggero di informazione genetica, facendone un esempio di bionanotecnologia. (fonte: Wikipedia)
Nonostante il vetro non sia di certo il primo materiale che ci viene in mente quando si pensa a qualcosa di resistente e resiliente, un cubo di vetro perfettamente privo di difetti può sopportare una pressione incredibile di 10 tonnellate. Ottenere tale perfezione potrebbe sembrare un'impresa ardua, ma quando lo spessore del vetro è inferiore a un micrometro, è quasi sempre esente da imperfezioni. Pertanto, le nanostrutture di DNA si prestano bene a essere rivestite di vetro, conservando la loro resistenza quasi ineguagliabile.
Se si ingrandiscono queste supercatene di DNA, si possono ottenere materiali con applicazioni estremamente promettenti. Ad esempio, sarebbe molto più praticabile costruire veicoli elettrici più leggeri e resistenti, focalizzandosi sulla struttura esterna invece di cercare di rendere più piccola o più potente la batteria ricaricabile.
Il team di ricerca prevede di sperimentare anche con rivestimenti di ceramica di carburo al posto del vetro, al fine di ottenere nanostrutture potenzialmente ancora più resistenti. Allo stesso tempo, sperano di testare diverse forme di DNA per individuare quella che funziona meglio per questo materiale. Alla fine, queste strutture ottimizzate potrebbero dare vita a prodotti tra i più leggeri e resistenti al mondo.