ナノスケールのDNA格子をシリカにコーティングし、史上最高の重量比強度を持つ材料を開発

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エネルギー効率の高い電気自動車や優れた医療機器など、多岐にわたる用途に役立つ軽量で丈夫な材料の開発が進んでいます。米エネルギー省ブルックヘブン国立研究所、コロンビア大学、コネチカット大学の研究者らは、DNAナノ格子にシリカを薄くコーティングすることで、鋼鉄よりも4倍強く、5倍軽い材料を作り出しました。この材料の強さは、格子要素の完璧な配置と超薄いシリカ膜の強度に起因しています。DNAテンプレート法は、さまざまな形状の格子を、さまざまな材料でコーティングするために適応可能です。 この研究結果はCell Reports Physical Scienceで公開され「高強度・軽量ナノアーキテクチャードシリカ（High-Strength, Lightweight Nano-Architected Silica）」と題されています。 反復する順序立てられた単位、すなわち格子で構成された構造は、軽量でありながら強靭です。フレームが強度をもたらし、開いた空間が軽さを与えます。興味深いことに、格子要素のサイズを小さくすると強度が増し、ナノスケールの格子は、同じ材料で構成された固体よりもさらに強くなることがあります。超強力であるためには、格子は完璧でなければならず、亀裂や空洞などの欠陥があってはなりません。もちろん、非常に小さい（50nm未満）完璧な格子を設計することは非常に困難です。 コロンビア大学とブルックヘブンの機能性ナノ材料センター（CFN）のナノ材料科学者、オレグ・ガング博士（Oleg Gang）とアーロン・ミケルソン博士（Aaron Michelson）は、驚くべき材料を使って、微小で完璧な格子を作成しています：それはDNAです。 DNAの鎖は、塩基対間の相互作用により自動的に3Dの形状に折りたたまれるため、DNA鎖の3D形状を設計することは、その配列を設計することと同

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