Des chercheurs créent un matériau à base d’ADN quatre fois plus résistant que l’acier

Une équipe d’ingénieurs de l’université du Connecticut a mis au point un nouveau matériau à la fois très résistant et léger, à partir d’ADN auto-assemblé recouvert de verre.

Le meilleur des deux mondes

La résistance et le poids sont souvent des propriétés opposées : plus on augmente l’une, plus on diminue l’autre. La mise au point de matériaux qui présentent le bon équilibre pour une tâche donnée est un domaine de recherche essentiel, et les scientifiques ont maintenant trouvé une solution convaincante impliquant une combinaison improbable : l’ADN et le verre.

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Connu pour sa densité de stockage sans équivalent, l’ADN s’avère également prometteur en tant que matériau de construction à l’échelle nanométrique. Il peut s’étirer ou se froisser, et même s’auto-assembler. Le verre, quant à lui, peut sembler fragile, mais sa tendance à se briser provient généralement de défauts tels que des fissures (les morceaux de verre sans défaut peuvent être incroyablement solides).

Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Cell Reports Physical Science, Seok-Woo Lee et ses collègues ont utilisé de l’ADN programmé pour s’auto-assembler en treillis. Celui-ci a ensuite été recouvert d’un matériau vitreux, formant des couches de quelques centaines d’atomes d’épaisseur seulement.

Lors de tests, les scientifiques ont constaté que leur nano-réseau d’ADN en verre présentait une résistance à la compression allant jusqu’à 5 gigapascals (GPa). Selon eux, ce matériau est quatre fois plus résistant que l’acier, en dépit d’une densité cinq fois moindre.

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Explorer davantage l’approche

Pour l’équipe, la prochaine étape consistera à explorer davantage l’approche, en essayant différentes structures d’ADN et en remplaçant le verre par des matériaux tels que la céramique de carbure, afin de voir s’ils peuvent la rendre encore plus résistante.

« La possibilité de créer des nanomatériaux à structure 3D à l’aide de l’ADN et de les minéraliser ouvre d’énormes perspectives en matière d’ingénierie », estime Oleg Gang, auteur principal de la nouvelle étude.