Les scientifiques ont créé un nouveau matériau cinq fois plus léger et quatre fois plus résistant que l'acier • Mezha.Media

Des chercheurs de l’Université du Connecticut ont créé un matériau très résistant et léger en structurant l’ADN et en le recouvrant d’une nanocouche de verre. Le produit résultant, qui possède une structure en nano-réseau, présente une combinaison unique de résistance et de faible densité, ce qui le rend potentiellement utile dans de nombreux domaines d'application, écrit SciTechDaily.

Dans un premier temps, l'équipe de scientifiques a créé une structure d'ADN auto-assemblé, dans laquelle des morceaux d'ADN d'une certaine longueur et d'une certaine composition chimique sont combinés dans un squelette de matériau. Ensuite, ils ont recouvert l’ADN d’une très fine couche de matériau vitreux de seulement quelques centaines d’atomes d’épaisseur. Le verre ne recouvre que les brins d'ADN, laissant une grande partie du volume vide, ce qui contribue à réduire la densité de la matière, c'est-à-dire, à l'avenir, une masse de choses toutes faites.

Le verre peut sembler un choix très illogique pour un matériau ultra-dur, car le verre domestique ordinaire se brise facilement. Cependant, cela est dû au fait que nous ne savons pas comment fabriquer de très grands morceaux de verre sans défauts de structure, fissures, rayures ou cavités. Alors que les petits morceaux de verre peuvent être rendus impeccables, les nanopièces ont presque toujours une structure impeccable. Mais un centimètre cube de verre aussi impeccable peut résister à une pression de 10 tonnes, soit plus de trois fois la pression qui a détruit le sous-marin Oceangate Titan en juin 2023.

Le squelette d'ADN, renforcé par une couche ultra-fine de verre impeccable, rend le nouveau matériau très résistant, tandis que les vides qui constituent la majeure partie du volume du matériau le rendent léger. En conséquence, les structures de nano-réseaux de verre sont quatre fois plus résistantes mais cinq fois moins denses que l’acier. Une combinaison aussi inhabituelle de faible poids et de haute résistance est observée pour la première fois.

« La capacité de créer des nanomatériaux à structure 3D à l’aide de l’ADN et de les minéraliser ouvre d’énormes opportunités pour l’ingénierie des propriétés mécaniques. Mais de nombreux travaux de recherche sont encore nécessaires avant de pouvoir l'utiliser comme technologie », explique Oleg Gang, l'un des inventeurs du nouveau matériau.

Actuellement, l’équipe travaille avec la même structure d’ADN, mais en remplaçant le verre par une céramique carbure encore plus résistante. Ils prévoient d’expérimenter différentes structures d’ADN pour voir quelle structure rendra le matériau le plus résistant. Les futurs matériaux basés sur ce même concept sont très prometteurs en tant que matériaux économes en énergie pour les véhicules et autres appareils nécessitant résistance et légèreté. Seok-Woo Lee, un autre scientifique de ce projet, estime que la nanoarchitecture de l'ADN origami ouvrira la voie à la création de nouveaux matériaux plus légers et plus résistants que nous n'avions même pas imaginés auparavant.