科学家研发出比钢更轻更稳固的新材料

发布时间：2023-10-24 11:00:13 所属栏目：动态来源：转载

导读： 　　日常中我们会频繁见到一种普通材质--那就是玻璃！举例来说有窗子、瓶子、荧幕等等都是采用玻璃制成的。但是，你知道吗？玻璃也可以用来制造一种比钢还要坚固的超级材料，而且还很轻。这

　　日常中我们会频繁见到一种普通材质--那就是玻璃！举例来说有窗子、瓶子、荧幕等等都是采用玻璃制成的。但是，你知道吗？玻璃也可以用来制造一种比钢还要坚固的超级材料，而且还很轻。这听起来可能很难相信，但是科学家们已经成功地实现了这一目标，他们利用了DNA和玻璃的非传统融合方式，创造出了一种令人印象深刻的玻璃纳米晶格结构。

　　玻璃纳米晶格是什么呢？简单来说，就是由纳米尺度的玻璃颗粒组成的三维晶体结构。纳米尺度指的是在0.1到100纳米之间的尺寸，比人类的头发丝还要细小。为了让这些玻璃颗粒能够精确地排列在一起，科学家们使用了一种具有自组装能力的分子——DNA。DNA是生命的基本物质，它由四种碱基（A、T、C、G）组成，可以按照特定的顺序连接成双螺旋结构。科学家们利用了DNA的这种特性，设计了一种可以与玻璃颗粒相互吸引的DNA序列，并将其作为骨架，在其上涂上一层极薄的玻璃材料。这样就形成了一个由DNA和玻璃共同构成的纳米晶格单元。

　　通过将这些非正规的纳米颗粒物的晶格材料的单元巧妙地堆叠在一起，科学家们就可以制造出一系列具有不同形状和大小的玻璃纳米颗粒物的晶格材料。这种材料的一个显著特征是其大部分原子位于晶界区域，也就是不同晶格单元之间的交界处。这些晶界区域可以提供额外的强度和稳定性，使得玻璃纳米晶格材料具有非常优异的物理性能。根据科学家们的测试结果，这种材料的强度是钢的四倍，密度却低五倍。这意味着它既轻又坚固，可以承受极大的压力而不会变形或断裂。

　　这种新技术具有巨大的科学应用潜力。例如，它可以用来制造更轻更强的建筑材料、航空航天器件、医疗器械等。此外，由于DNA可以编码各种信息和功能，它还可以用来调控玻璃纳米晶格材料的形貌、光学、电学等性质，从而实现多功能化和智能化。例如，通过改变DNA序列或引入其他分子，可以使玻璃纳米晶格材料具有自修复、自清洁、自适应等能力。

　　当然，要将这种技术从实验室推向市场还需要克服很多挑战。目前，科学家们制造出来的玻璃纳米晶格材料只有几微米大小，相当于一个细菌或一个血细胞。要想将其扩展到更大尺度，并保持其优异性能，需要开发更高效、更可控、更经济的制备方法。此外，还需要对玻璃纳米晶格材料的安全性、稳定性、可靠性等进行更多的研究和测试，以确保其在不同的环境和应用场景中不会出现问题。目前，国内已有企业开始进行相关技术的研究，并取得了一定的进展。

（编辑：晋中站长网）

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