Un material inspirado en Iron Man une ADN y vidrio para ser cinco veces más resistente que el acero y cuatro veces más ligero
La dificultad para fabricar estas arquitecturas fuera de una escala diminuta ha pasado a ser uno de los principales límites del llamado vidrio de ADN, porque obtener una pieza de unas pocas micras exige un nivel de control que todavía queda lejos de un panel de automóvil o de un componente aeronáutico.
El origami de ADN permite fijar posiciones con alta precisión a escala nanométrica, aunque el coste y la fabricación a gran escala siguen frenando su salto hacia componentes estructurales, a lo que se suma la necesidad de incorporarlo a procesos industriales habituales.
Un nuevo método llevó estas redes a superficies mucho mayores
Ese obstáculo empezó a reducirse en 2025, cuando el equipo de Oleg Gang, científico de nanomateriales de la Universidad de Columbia, logró hacer crecer redes tridimensionales programadas con ADN en zonas predeterminadas de obleas de silicio y superficies de óxidos metálicos. Las estructuras alcanzaron decenas de micrómetros de anchura sobre áreas estampadas de unos 10 milímetros cuadrados.
El método funcionó con óxido de silicio y óxido de aluminio, además de emplearse sobre dióxido de titanio y óxido de zinc. El avance todavía queda lejos de una producción masiva, pero permite situar estas arquitecturas en puntos elegidos de superficies mucho mayores.
La base de esta línea de investigación apareció en 2023, cuando científicos de la Universidad de Connecticut, la Universidad de Columbia y el Laboratorio Nacional de Brookhaven construyeron un material cinco veces más ligero y cuatro veces más resistente que el acero para su densidad.
Los investigadores aprovecharon una propiedad poco asociada al vidrio cotidiano, ya que muchas roturas comienzan en defectos estructurales, como grietas o átomos ausentes, mientras una porción diminuta y casi perfecta puede soportar presiones que destruirían materiales de mayor masa.
El tamaño permitió explotar esa resistencia porque las piezas de vidrio estructural con menos de un micrómetro de grosor pueden presentar muy pocos defectos, y su menor masa frente a numerosos metales favorece arquitecturas ligeras sin renunciar a una elevada capacidad mecánica.
Para darles forma tridimensional, el equipo utilizó ADN como armazón autoensamblable y depositó sobre él una capa de sílice. En las muestras sometidas a pruebas mecánicas, un tratamiento térmico endureció esa sílice y eliminó después el ADN, dejando una red hueca cuyas barras medían apenas unos nanómetros de espesor.
La inspiración de Gang para pensar en una estructura con poca masa y gran resistencia llegó de las películas de Iron Man, una referencia que trasladó a la posible utilidad del material como protección corporal. El investigador relacionó las exigencias de una armadura capaz de facilitar el vuelo y proteger frente a ataques con los resultados obtenidos en el laboratorio. La propuesta seguía siendo experimental y Gang marcó el límite tecnológico de aquel avance: “Todavía hace falta mucha investigación antes de poder emplearlo como tecnología”.
El ADN pasó a reforzar el comportamiento mecánico de la estructura
Un equipo diferente modificó en 2024 la geometría de redes parecidas y el grosor de la capa de sílice, pero mantuvo el ADN dentro de las estructuras terminadas para estudiar su comportamiento mecánico.
Las simulaciones indicaron que ese núcleo reducía el pandeo a gran escala de las diminutas barras y retrasaba el fallo, permitiendo que las estructuras soportaran deformaciones mayores. El ADN dejó así de funcionar únicamente como molde temporal y pasó a intervenir en el diseño mecánico de la arquitectura.
Ese mismo año, Gang y sus colaboradores ampliaron el sistema a materiales inorgánicos distintos del vidrio y mostraron que las estructuras programadas con ADN podían incorporar zinc y aluminio, junto con cobre y molibdeno. Las pruebas se extendieron después al tungsteno y al indio, además de estaño y platino, y alcanzaron asimismo óxidos metálicos y semiconductores.
El objetivo era convertir el ADN en una plataforma de construcción capaz de controlar la forma de materiales con propiedades mecánicas y electrónicas, además de abrir posibilidades ópticas. Los resultados de la investigación original se publicaron en Cell Reports Physical Science, mientras esta evolución deja el desarrollo ante su siguiente barrer: trasladar el control alcanzado a escala nanométrica hacia superficies y volúmenes capaces de convertirse en componentes fabricables.
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