康涅狄格大学的工程师们用 DNA 研发出了一种非常坚固且轻质的新材料，这种材料能自我组装成晶格，然后在其表面镀上一层玻璃。强度和重量通常是对立的属性--当你增加一个属性时，通常会减少另一个。开发能在特定工作中取得适当平衡的材料是一个关键的研究领域，而现在科学家们在一个不太可能的组合中发现了希望--DNA 和玻璃。

虽然 DNA 因其密集的数据存储特性而闻名，但作为一种纳米级建筑材料，它也可以大有作为。它可以拉伸或皱缩，甚至可以自我组装成各种形状。另一方面，玻璃看似易碎，但其破碎倾向通常来自裂缝等缺陷--无瑕疵的玻璃可以坚固得令人难以置信。有趣的是，小块玻璃几乎总是完美无瑕的。

新研究的研究人员正是利用了这一点。他们首先利用 DNA 进行编程，使其自我组装成格子状。然后将其涂在玻璃材料上，形成只有几百个原子厚的玻璃层。最终的结果是涂有玻璃的 DNA 细链，这种 DNA 细链在两种材料的支持下获得了强度，而且重量很轻，因为这些DNA 细链形成了一个包围着大部分空隙的框架。

上图：DNA 如何自组装成晶格形状的示意图。下图： 材料在不同放大倍数下的显微镜 图像/康涅狄格大学

科学家们在测试中发现，他们的玻璃 DNA 纳米晶格材料的抗压强度高达 5 千兆帕斯卡（GPa），这种强度是钢的四倍，但密度只有钢的五分之一。

该研究的共同通讯作者 Seok-Woo Lee 说："在给定的密度下，我们的材料是已知强度最高的。"

研究小组的下一步工作是对配方进行实验，包括尝试不同的DNA结构，以及将玻璃换成碳化物陶瓷等材料，看看能否使其更加坚固。

该研究的共同通讯作者奥列格-刚（Oleg Gang）说："利用DNA创建设计好的三维框架纳米材料并使其矿化的能力，为工程力学性能带来了巨大的机遇。但在将其作为一项技术加以应用之前，我们仍需开展大量研究工作。"

这项研究发表在《细胞报告物理科学》杂志上。