盖世汽车讯 使用坚固的轻量化材料，有望制造出更安全、更快的汽车，然而这两种特质通常难以同时实现。据外媒报道，康涅狄格大学（University of Connecticut）的研究人员利用DNA和玻璃，开发了一种极其坚固的轻量化材料。

（图片来源：康涅狄格大学）

该校材料科学家Seok-Woo Lee表示：“就给定密度而言，这是目前已知最坚固的材料。”

为了增加电动汽车的续航里程，最简单的方法不是增加电池，而是在不牺牲安全性和使用寿命的情况下减轻车重。但近年来，传统冶金技术的增长空间有限，材料科学家必须进一步开发新型轻质高强度材料。

现在，研究人员利用DNA构建了一个结构，然后在上面涂覆玻璃，从而创造出一种密度很低却非常坚固的材料。通常情况下，玻璃很容易破碎，这要归因于其结构中的缺陷，如裂缝、划痕或缺少原子。实际上，一立方厘米的无瑕疵玻璃可以承受10吨的压力。不过，要制造一大块没有瑕疵的玻璃非常困难。但研究人员表示，当玻璃的厚度小于一微米时，几乎总能保持完美无瑕的状态。另外，由于玻璃的密度比金属和陶瓷低得多，由无瑕疵纳米级玻璃制成的结构既坚固又轻便。

该团队开发了一种自组装DNA结构。如同磁铁一样，具有特定长度和化学性质的DNA片段迅速结合在一起，形成材料的骨架。想象一下，房子或建筑物的框架是由DNA构成的。接着，哥伦比亚大学（Columbia University）和布鲁克海文功能纳米材料中心（Brookhaven's Center for Functional Nanomaterials）的纳米材料科学家Oleg Gang和Aaron Mickelson，在DNA表面涂覆了一层非常薄的玻璃状材料（厚度只有几百个原子）。由于玻璃仅覆盖DNA链，使材料中留下很大一部分空间，就像建筑物里的房间一样。

由于DNA骨架强化了薄且无瑕疵的玻璃涂层，这种材料非常坚固，而构成大部分材料体积的空隙，使其重量很轻。由此形成的玻璃纳米晶格结构，比钢的强度高4倍，但密度比钢低5倍。这在前所未有的程度上实现了轻量化和高强度的结合。Gang表示：“利用DNA创建设计3D框架纳米材料并使其矿化，为实现工程机械性能提供了巨大的机会。但在投入技术应用之前，还需要进行大量研究。”

目前，该团队正在探索使用相同的DNA结构，但用更强的碳化物陶瓷代替玻璃。研究人员计划，对不同的DNA结构进行实验，以观察哪种结构能使材料更加坚固。未来，基于相同概念的材料，非常有望用作车辆中的节能材料。Lee认为，这种DNA折纸工艺纳米结构，将为制造更轻、更强的材料开辟全新途径。