DNA molecules extracted from fish sperm is being used to develop new types of flame retardant materials. Scientists recently discovered that DNA is highly resistant to fire. And in a series of experiments, the researchers coated cloth in the DNA  from herring sperm cells and found it converts to a ceramic-like material when exposed to extreme heat. Cotton layered with DNA molecules resists burning as the genetic material forms a ceramic-like coating over the fabric, shown in the bottom image in the photograph above, while untreated cotton will burn readily (top) This char-like foam then helps to prevent the flames from catching alight on the material. Researchers behind the work believe DNA could provide a natural and environmentally-friendly way of protecting fabrics from fire. DNA was thought to be a delicate and easily damaged material. However, in recent years scientists have discovered it can survive the harsh conditions of space and even the heat of reentry. Scientists who attached small double strands of DNA to the outer casing of a rocket said they were 'completely surprised' when more than half the samples remained intact. This was despite temperatures soaring to more than 1,000°C (1,800°F) during the short flight to sub-orbital space and back, and it raises the possibility of extraterrestrial life molecules arriving on Earth from space. The Texus-49 sub-orbital mission launched from the European base of Esrange in Kiruna, northern Sweden, and was originally intended to study the influence of gravity on the genes of human cells carried inside the rocket. But scientists decided, in addition, to test the effects space travel has on DNA when carried at three positions on the rocket's outer casing - and found it survived. Currently many materials including furniture, such as sofas, are coated in chemical flame retardants that have been found to be accumulating in the environment and have been linked to infertility, cancers and birth defects. Professor Giulio Malucelli, a materials scientist at the Polytechnic University of Turin, Italy, has been leading the research. Speaking to Mail Online, he said: 'DNA has a peculiar chemical structure that is intumescent-like. 'This means that it possesses some flame retardant features that could be exploited for conferring fire resistance to fabrics and also to low melting plastics.' He added that DNA could be particularly useful as a way of making textiles flame retardant. Writing in the journal Polymer, he and his colleagues said: 'We have explored its flame retardant activity by applying as a surface coating on cotton fabrics and observed that on exposure to heat, the DNA was able to form a foamed char on the surface of the fabric. 'DNA has proven to be an efficient renewable, natural flame suppressant and retardant, due to its intrinsic intumescent features.' Biologists have known for some time that DNA is extremely sensitive to heat as it the helical structure can deform out of shape when it is heated even gently. Professor Malucelli and his colleagues, however, found that when it is exposed to temperatures above 200°C (392°F), its properties change causing it to form a foam. Their findings were highlighted by io9.com. The researchers found that layers of DNA applied to cotton could reduce the amount of heat released by fire by 40 per cent and limits the availability of oxygen to the flames. And in a more recent paper, published in the journal Polymer Degradation and Stability, they found that DNA changes chemically to have this effect. Researchers behind the work believe DNA could provide a natural and environmentally-friendly way of protecting fabrics from fire. For the study they used DNA extracted from the sperm of herring (pictured above) to protect pieces of cotton . The images above show cotton coated with DNA before burning (b and c) and after it has burned (d and e). So-called deoxyribose groups in DNA release water when they are set alight and form a gel that chars and acts as a protective shield to the rest of the material. This process is known as an 'itnumescent effect' The deoxyribose groups in the DNA release water when they are set alight and form a foaming gel that chars and acts as a protective shield to the rest of the material. This process is known as an 'itnumescent effect'. The water also combines with phosphoric acid created from the phosphate groups that form part of the backbone of the DNA molecule to create a flame retardant residue. Nitrogen in each of the DNA bases also form ammonia when heated - another flame retardant. Dr Jenny Alongi, a researcher also at the Polytechnic University of Turin who has been working on the study with Professor Malucelli, said DNA appeared to become intumescent at relatively low temperatures compared to other fire retardant materials. Sperm cells, shown above approaching an egg, could provide DNA for use in future flame retardant materials . In cells DNA binds itself together to form chromosomes (shown above) but when heated it rapidly denatures . She said: 'This may be the reason for the DNA high fire retardant effectiveness particularly when DNA is layered onto polymer surface. 'The intumescent fire protection screen is thus formed at a lower temperature than that at which thermal decomposition of organic polymers occurs. 'Furthermore, the chemical composition of the intumescent residue on heat exposure is converted into a highly thermally stable ceramic-like material which is resistant to thermal oxidation. 'Thus, the fire protection built by DNA decomposition can withstand fire exposure for longer time than traditional intumescent fire retardants.' The researchers also recently found that some proteins found in biological cells have similar fire resistant  properties - raising the prospect of a new generation of biological flame retardants.
Researchers at the Polytechnic University of Turin are using DNA extracted from herring sperm cells to develop new types of flame retardant materials .
They found DNA forms a protective coating when heated that resists fire .
The DNA breaks down into a foam that chars into a ceramic-like material .
Scientists believe it could create environmentally-friendly flame retardants .
These could be used to protect fabrics, furniture and plastics from fire .
מולקולות DNA המופקות מזרע דגים משמשות לפיתוח סוגים חדשים של חומרים מעכבי בעירה. מדענים גילו לאחרונה שה-DNA עמיד מאוד בפני אש. ובסדרה של ניסויים, החוקרים ציפו בד ב-DNA מתאי זרע הרינג ומצאו שהוא הופך לחומר דמוי קרמי כאשר הוא נחשף לחום קיצוני. כותנה שכבת מולקולות DNA מתנגדת לצריבה מכיוון שהחומר הגנטי יוצר ציפוי דמוי קרמיקה על הבד, המוצג בתמונה התחתונה בתצלום למעלה, בעוד שכותנה לא מטופלת תישרף בקלות (למעלה) קצף דמוי פחם זה עוזר למנוע את להבות מלעלות על החומר. החוקרים מאחורי העבודה מאמינים ש-DNA יכול לספק דרך טבעית וידידותית לסביבה להגן על בדים מפני שריפה. ה-DNA נחשב כחומר עדין וניזוק בקלות. עם זאת, בשנים האחרונות מדענים גילו שהוא יכול לשרוד את התנאים הקשים של החלל ואפילו את חום הכניסה מחדש. מדענים שחיברו גדילים כפולים קטנים של DNA למעטה החיצוני של רקטה אמרו שהם "הופתעו לחלוטין" כאשר יותר ממחצית הדגימות נותרו שלמות. זאת למרות הטמפרטורות שעלו ליותר מ-1,000 מעלות צלזיוס (1,800 מעלות פרנהייט) במהלך הטיסה הקצרה לחלל התת-מסלולי ובחזרה, וזה מעלה את האפשרות של מולקולות חיים מחוץ לכדור הארץ שיגיעו לכדור הארץ מהחלל. משימת תת-מסלול ה-Texus-49 שוגרה מהבסיס האירופי של אסרינג' בקירונה, צפון שוודיה, ונועדה במקור לחקור את השפעת כוח המשיכה על הגנים של תאים אנושיים הנישאים בתוך הרקטה. אבל מדענים החליטו, בנוסף, לבדוק את ההשפעות שיש למסע בחלל על ה-DNA כאשר הוא נישא בשלושה עמדות על המעטפת החיצונית של הרקטה - ומצאו שהיא שרדה. כיום חומרים רבים כולל רהיטים, כמו ספות, מצופים בחומרים כימיים מעכבי בעירה שנמצאו מצטברים בסביבה ונקשרו לאי פוריות, סרטן ומומים מולדים. פרופסור ג'וליו מאלוצ'לי, מדען חומרים באוניברסיטה הפוליטכנית של טורינו, איטליה, הוביל את המחקר. בשיחה עם מייל אונליין, הוא אמר: "ל-DNA יש מבנה כימי מיוחד שדומה לספיגה. "משמעות הדבר היא שיש לו כמה תכונות מעכבות בעירה שניתן לנצל להענקת עמידות בפני אש לבדים וגם לפלסטיק הנמס נמוך." הוא הוסיף ש-DNA יכול להיות שימושי במיוחד כדרך להפיכת טקסטיל למעכב בעירה. בכתב העת Polymer, הוא ועמיתיו אמרו: "חקרנו את פעילות מעכב הבעירה שלו על ידי יישום כציפוי משטח על בדי כותנה וראינו שבחשיפה לחום, ה-DNA הצליח ליצור פחם מוקצף על פני השטח של הבד. "DNA הוכיח את עצמו כחומר מתחדש יעיל, מדכא ומעכב להבה, בשל תכונותיו היסתיות המהותיות." ביולוגים יודעים מזה זמן מה שה-DNA רגיש ביותר לחום מכיוון שהמבנה הסלילי עלול לעוות בצורה לא צורה כאשר הוא מחומם אפילו בעדינות. פרופסור Malucelli ועמיתיו, לעומת זאת, גילו שכאשר הוא נחשף לטמפרטורות מעל 200 מעלות צלזיוס (392 מעלות פרנהייט), תכונותיו משתנות וגורמות לו ליצור קצף. הממצאים שלהם הודגשו על ידי io9.com. החוקרים גילו ששכבות של DNA המיושמות על כותנה יכולות להפחית את כמות החום המשתחררת באש ב-40% ומגבילה את זמינות החמצן ללהבות. ובמאמר עדכני יותר, שפורסם בכתב העת Polymer Degradation and Stability, הם גילו ש-DNA משתנה מבחינה כימית כדי להשפיע על כך. החוקרים מאחורי העבודה מאמינים ש-DNA יכול לספק דרך טבעית וידידותית לסביבה להגן על בדים מפני שריפה. לצורך המחקר הם השתמשו ב-DNA שהופק מזרע הרינג (בתמונה למעלה) כדי להגן על פיסות כותנה. התמונות שלמעלה מציגות כותנה מצופה ב-DNA לפני השריפה (b ו-c) ואחרי שנשרפה (d ו-e). מה שנקרא קבוצות דאוקסיריבוז ב-DNA משחררות מים כשהן נדלקות ויוצרות ג'ל שנחרך ומשמש כמגן מגן על שאר החומר. תהליך זה ידוע כ'אפקט זה'. קבוצות הדאוקסיריבוז ב-DNA משחררות מים כשהן נדלקות ויוצרות ג'ל מקציף שנחרך ומשמש כמגן מגן על שאר החומר. תהליך זה מכונה 'אפקט מזדמן'. המים גם מתחברים עם חומצה זרחתית שנוצרת מקבוצות הפוספט המהוות חלק מעמוד השדרה של מולקולת ה-DNA ויוצרים שאריות מעכבות בעירה. חנקן בכל אחד מבסיסי ה-DNA יוצר גם אמוניה בחימום - מעכב בעירה נוסף. ד"ר ג'ני אלונגי, חוקרת גם באוניברסיטה הפוליטכנית של טורינו, שעבדה על המחקר עם פרופסור מאלוצ'לי, אמרה כי נראה שה-DNA הופך להיות סוער בטמפרטורות נמוכות יחסית בהשוואה לחומרים מעכבי אש אחרים. תאי זרע, המוצגים לעיל המתקרבים לביצית, יכולים לספק DNA לשימוש בחומרים מעכבי בעירה עתידיים. בתאים ה-DNA קושר את עצמו ליצירת כרומוזומים (מוצג לעיל), אך כאשר הוא מחומם הוא מתקלף במהירות. היא אמרה: "ייתכן שזו הסיבה ליעילות מעכב אש גבוהה של DNA, במיוחד כאשר DNA מונח בשכבות על משטח פולימר. "מסך ההגנה מפני אש נוצר אפוא בטמפרטורה נמוכה מזו שבה מתרחש פירוק תרמי של פולימרים אורגניים. "יתר על כן, ההרכב הכימי של שאריות התוספות בחשיפה לחום הופך לחומר דמוי קרמי יציב מאוד מבחינה תרמית ועמיד בפני חמצון תרמי. "לכן, ההגנה מפני אש שנבנתה על ידי פירוק DNA יכולה לעמוד בפני חשיפה לשריפה במשך זמן רב יותר מאשר מעכבי אש מסורתיים. החוקרים גם גילו לאחרונה שלחלק מהחלבונים שנמצאים בתאים ביולוגיים יש תכונות עמידות בפני אש דומות - מה שמעלה את הסיכוי לדור חדש של מעכבי בעירה ביולוגיים.
חוקרים מהאוניברסיטה הפוליטכנית של טורינו משתמשים ב-DNA המופק מתאי זרע הרינג כדי לפתח סוגים חדשים של חומרים מעכבי בעירה.
הם גילו ש-DNA יוצר ציפוי מגן כאשר הוא מחומם שעומד בפני אש.
ה-DNA מתפרק לקצף שנחרך לחומר דמוי קרמי.
מדענים מאמינים שזה יכול ליצור מעכבי בעירה ידידותיים לסביבה.
אלה יכולים לשמש כדי להגן על בדים, רהיטים ופלסטיק מפני אש.