Naučnici su stvorili plastiku ekvivalentnu čeliku — jaku, ali ne tešku. Plastika, koju hemičari ponekad nazivaju polimerima, je klasa molekula dugog lanca sastavljenih od kratkih ponavljajućih jedinica zvanih monomeri. Za razliku od prethodnih polimera iste čvrstoće, novi materijal je samo dolazi u obliku membrane. Takođe je 50 puta hermetičniji od najnepropusnije plastike na tržištu. Još jedan značajan aspekt ovog polimera je njegova jednostavnost sinteze. Proces, koji se odvija na sobnoj temperaturi, zahtijeva samo jeftine materijale, a polimer se može masovno proizvoditi u velikim pločama debljine samo nanometara. Istraživači su objavili svoje nalaze 2. februara u časopisu Nature.
Materijal o kojem je riječ naziva se poliamid, navojna mreža amidnih molekularnih jedinica (amidi su azotne hemijske grupe vezane za atome ugljika vezanih za kisik). Takvi polimeri uključuju kevlar, vlakno koje se koristi za izradu pancira, i Nomex, vatrostalni otporna tkanina. Kao i kevlar, molekuli poliamida u novom materijalu su međusobno povezani vodoničnim vezama duž cijele dužine svojih lanaca, što povećava ukupnu čvrstoću materijala.
"Oni se drže zajedno kao čičak", rekao je glavni autor Michael Strano, hemijski inženjer MIT-a. Cepanje materijala zahtijeva ne samo razbijanje pojedinačnih molekularnih lanaca, već i prevazilaženje ogromnih međumolekularnih vodoničnih veza koje prožimaju cijeli polimerni snop.
Osim toga, novi polimeri mogu automatski formirati ljuspice. Ovo čini materijal lakim za obradu, jer se od njega mogu napraviti tanki filmovi ili koristiti kao površinski premaz tankog filma. vezu u tri dimenzije, bez obzira na orijentaciju. Ali Stranovi polimeri rastu na jedinstven način u 2D kako bi formirali nanolistove.
„Možete li agregirati na komad papira? Ispostavilo se da u većini slučajeva to ne možete učiniti sve dok ne radimo,” rekao je Strano “Dakle, pronašli smo novi mehanizam.” U ovom nedavnom radu, njegov tim je savladao prepreku da omogući ovu dvodimenzionalnu agregaciju.
Razlog zašto poliaramidi imaju planarnu strukturu je taj što sinteza polimera uključuje mehanizam koji se naziva autokatalitičko šabloniranje: kako se polimer produžuje i lijepi za građevne blokove monomera, rastuća polimerna mreža inducira naknadne monomere da se samo kombinuju u pravom smjeru kako bi ojačali sjedinjenje dvodimenzionalnu strukturu. Istraživači su pokazali da mogu lako premazati polimer u rastvoru na pločice kako bi stvorili laminate širine inča debljine manje od 4 nanometra. To je skoro milioniti dio debljine običnog uredskog papira.
Da bi kvantifikovali mehanička svojstva polimernog materijala, istraživači su izmjerili silu potrebnu da se finom iglom probiju rupe u visećem listu materijala. Ovaj poliamid je zaista čvršći od tradicionalnih polimera poput najlona, tkanine koja se koristi za pravljenje padobrana. potrebna je dvostruko veća sila da se odvrne ovaj super-jaki poliamid od čelika iste debljine. Prema Strano-u, supstanca se može koristiti kao zaštitni premaz na metalnim površinama, kao što su furniri automobila, ili kao filter za pročišćavanje vode. U potonjoj funkciji, idealna filter membrana mora biti tanka, ali dovoljno jaka da izdrži visoke pritiske bez curenja malih, neugodnih zagađivača u našu konačnu zalihu – savršeno odgovara ovom poliamidnom materijalu.
U budućnosti, Strano se nada da će proširiti metodu polimerizacije na različite polimere izvan ovog analoga od kevlara. "Polimeri su svuda oko nas", rekao je. "Oni rade sve." Zamislite pretvaranje mnogo različitih vrsta polimera, čak i onih egzotičnih koji mogu provoditi električnu energiju ili svjetlost, u tanke filmove koji mogu pokriti različite površine, dodaje on. "Zbog ovog novog mehanizma, možda se sada mogu koristiti i druge vrste polimera", rekao je Stano.
U svijetu okruženom plastikom, društvo ima razloga da bude uzbuđeno zbog još jednog novog polimera čija su mehanička svojstva sve samo ne obična, rekao je Strano. Ovaj aramid je izuzetno izdržljiv, što znači da možemo zamijeniti svakodnevnu plastiku, od boja do vrećica do ambalaže za hranu, sa manje i jačih materijala. Strano je dodao da je sa stanovišta održivosti ovaj super jak 2D polimer korak u pravom smjeru za oslobađanje svijeta od plastike.
Shi En Kim (kako je obično zovu Kim) je slobodna naučna spisateljica rođena u Maleziji i urednička pripravnica Popular Science Spring 2022. Ona je opširno pisala o temama u rasponu od neobične upotrebe paučine - ljudi ili samih pauka - do sakupljača smeća u svemiru.
Boeingova svemirska letjelica Starliner tek treba da stigne do Međunarodne svemirske stanice, ali stručnjaci su optimistični u pogledu trećeg probnog leta.
Učesnici smo programa Amazon Services LLC Associates, programa pridruženog oglašavanja koji je osmišljen da nam pruži način da zaradimo naknade putem povezivanja na Amazon.com i pridružene stranice. Registracija ili korištenje ove stranice predstavlja prihvatanje naših Uvjeta korištenja usluge.
Vrijeme objave: 19.05.2022