康涅狄格大學的工程師們用DNA 研發出了一種非常堅固且輕質的新材料，這種材料能自我組裝成晶格，然後在其表面鍍上一層玻璃。強度和重量通常是對立的屬性–當你增加一個屬性時，通常會減少另一個。開發能在特定工作中取得適當平衡的材料是一個關鍵的研究領域，而現在科學家們在一個不太可能的組合中發現了希望–DNA 和玻璃。

雖然DNA 因其密集的數據存儲特性而聞名，但作為一種納米級建築材料，它也可以大有作為。它可以拉伸或皺縮，甚至可以自我組裝成各種形狀。另一方面，玻璃看似易碎，但其破碎傾向通常來自裂縫等缺陷–無瑕疵的玻璃可以堅固得令人難以置信。有趣的是，小塊玻璃幾乎總是完美無瑕的。

新研究的研究人員正是利用了這一點。他們首先利用DNA 進行編程，使其自我組裝成格子狀。然後將其塗在玻璃材料上，形成只有幾百個原子厚的玻璃層。最終的結果是塗有玻璃的DNA 細鏈，這種DNA 細鏈在兩種材料的支持下獲得了強度，而且重量很輕，因為這些DNA 細鏈形成了一個包圍著大部分空隙的框架。

上圖：DNA 如何自組裝成晶格形狀的示意圖。下圖： 材料在不同放大倍數下的顯微鏡圖像/康涅狄格大學

科學家們在測試中發現，他們的玻璃DNA 納米晶格材料的抗壓強度高達5 千兆帕斯卡（GPa），這種強度是鋼的四倍，但密度只有鋼的五分之一。

該研究的共同通訊作者Seok-Woo Lee 說：”在給定的密度下，我們的材料是已知強度最高的。”

研究小組的下一步工作是對配方進行實驗，包括嘗試不同的DNA結構，以及將玻璃換成碳化物陶瓷等材料，看看能否使其更加堅固。

該研究的共同通訊作者奧列格-剛（Oleg Gang）說：”利用DNA創建設計好的三維框架納米材料並使其礦化的能力，為工程力學性能帶來了巨大的機遇。但在將其作為一項技術加以應用之前，我們仍需開展大量研究工作。”

這項研究發表在《細胞報告物理科學》雜誌上。