A Vasember-páncél már létező anyaga 5-ször könnyebb és 4-szer erősebb az acélnál

Szerző: Zubor Tamás

Legalábbis olyan értelemben létezik, hogy nanotechnológusok már kikísérletezték, és működik.

„Nagy rajongója vagyok a Vasember-filmeknek, úgyhogy mindig is érdekelt, hogyan lehetne páncélt készíteni Tony Starknak. Nagyon könnyűnek kell lennie, hogy gyorsan tudjon repülni, ugyanakkor erősnek is, hogy megvédje. A mi új anyagunk ötször könnyebb és négyszer erősebb, mint az acél”

– mondta Oleg Gang, a Columbia Egyetem nanotechnológiával foglalkozó kutatója, akinek a csapata a Columbia mellett a Connecticuti Egyetem és a Brookhaven Nemzeti Laboratórium munkatársaiból állt össze.

Kísérleteik során sikeresen kombinálták a DNS szerkezetét az üveggel – az így létrejött szuperanyag pedig acélhoz képest ötszörös könnyebbségével és négyszeres erejével adott sűrűségnél a legerősebb ismert anyag a világon.

Előzetes gondolatmenetük lényege az üveg alapvető erősségeinek kihasználásában rejlik. Az alapvetően könnyen törő üveg legtöbbször a szerkezeti tökéletlenségei (például repedések, hiányzó részecskék) miatt törik könnyen. Ugyanakkor

hibátlan és legtisztább formájában egy apró üvegdarab olyan nyomást képes elviselni, amely a legstabilabb és legnehezebb anyagokat is összetörné.

Hibátlan üvegdarabok megmunkálása azonban rendkívüli kihívás, ha nagy méretről van szó, de ebben az esetben egy mikrométernél alig kisebb vastagsággal szinte mindig tökéletes. És mivel könnyebb, mint a legtöbb fém és kerámia, az ilyen érintetlen, nanoméretű üvegből készült szerkezetek egyszerre erősek és pehelykönnyűek.

A kép: így áll össze a szerkezetváz a DNS-sel, majd üveggel bevonva. B: az anyag transzmissziós elektronmikroszkópos képe. C: pásztázó elektronmikroszkópos kép, a mellette lévő két kisebb képen pedig különböző léptékú nagyítások láthatók (forrás: Connecticuti Egyetem)

Ezután ezt a makulátlan üveget 3D-s szerkezetté alakították, mégpedig a DNS segítségével, melyet afféle „állványként” alkalmaztak. Az így létrejött, „összeszerveződő” DNS-vázra üvegbevonatot vittek fel.

„A képesség, hogy DNS felhasználásával tervezett 3D-vázas nanoanyagokat hozhatunk létre, óriási lehetőségeket nyújt a mechanikai tulajdonságok mérnöki tervezésében. De persze még sok kutatómunkára van szükség, hogy ezt ténylegesen használható technológiaként alkalmazzuk”

– hívja föl a figyelmet Gang.

Akinek csapata egyébként nem állna meg itt: a továbbiakban még erősebb anyagokat akarnak fabrikálni a bevált technikával. Azt tartják, hogy például ha üveg helyett úgynevezett karbidkerámiát használnának, még jobb szilárdság-tömeg arányú anyagokat lehetne előállítani. Illetve a DNS-szerkezet megváltoztatása ugyancsak erősen javíthatja az eredményt.

Itt van még jó kis kontent