Ett fast sprängämne med en energitäthet som motsvarar den för nitroglycerin:detta är kompositmaterialet som producerats av forskare vid Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systemes (CNRS) i Toulouse, Frankrike, med hjälp av en innovativ produktionsprocess som för nanopartiklar i kontakt med DNA-strängar. Dessa strängar "monterar" sedan de olika typerna av nanopartiklar som används. Den frigjorda energin och antändningstemperaturen för det nya sprängämnet är bland de bästa som någonsin beskrivits i litteraturen. Sprängämnet skulle alltså kunna användas som energikälla för att driva inbyggda system, både i rymden och i miljön. Detta innovativa material är föremål för en artikel publicerad online i tidskriften Avancerade funktionella material .
Nanopartiklar av aluminium och kopparoxid utgör de två grundläggande ingredienserna i kompositmaterialet. Även om idén om att koppla aluminium med kopparoxid för att producera energi inte är ny (de användes en gång för att svetsa järnvägsspår), detta är första gången som DNA-strängar har använts för att sätta ihop dem. Så varför använda DNA? Två komplementära DNA-strängar (d.v.s. vars molekyler kan känna igen varandra) sätts samman till en dubbelspiral och förblir sedan fast bundna tillsammans, precis som de finns i varje cell i vår kropp. Forskarna använde sig av dessa "klibbiga" egenskaper. De ympade separat DNA-strängar på nanoskopiska pärlor av aluminium och kopparoxid innan de blandade ihop de två typerna av nanopartiklar belagda med DNA-strängar. Som ett resultat, de komplementära strängarna på varje typ av nanopartikel binder, förvandla det ursprungliga aluminium- och kopparoxidpulvret till en kompakt, fast material som självantänder vid upphettning till 410 °C (en av de lägsta självantändningstemperaturerna som hittills beskrivits i litteraturen).
Förutom sin låga antändningstemperatur, denna komposit erbjuder också fördelen att ha en hög energitäthet, liknande nitroglycerin:för samma mängd material, den producerar betydligt mer värme än aluminium och kopparoxid separat, där en betydande del av energin inte frigörs. I kontrast, genom att använda nanopartiklar, med sina stora aktiva ytor, forskarna kunde närma sig den maximala teoretiska energin för denna exotermiska kemiska reaktion.
Den höga energitätheten hos denna komposit gör den till ett idealiskt bränsle för nanosatelliter, som väger en handfull kilo och används allt mer. Sådana satelliter är för lätta för att vara utrustade med ett konventionellt framdrivningssystem en gång i omloppsbana. Dock, några hundra gram av denna komposit skulle ge dem tillräcklig energi för att justera sin bana och orientering.
Kompositen kan också ha en mängd markbaserade tillämpningar:tändare för gas i förbränningsmotorer eller för bränsle i flygplan och raketmunstycken, miniatyrsprängkapslar, svetsverktyg på plats, etc. När dess värme omvandlas till elektrisk energi, kompositen skulle också kunna användas som en backupkälla för mikrosystem (såsom föroreningsdetektorer utspridda i miljön).
