Wetenskaplikes het plastiek gelykstaande aan staal geskep-sterk, maar nie swaar nie. Plastiek, wat chemici soms polimere noem, is 'n klas langkettingmolekules wat bestaan uit kort herhalende eenhede genaamd monomere. Onderige vorige polimere van dieselfde sterkte, die nuwe materiaal slegs die nuwe materiaal kom in membraanvorm. Dit is ook 50 keer meer lugdig as die mees ondeurdringbare plastiek op die mark. 'N Ander noemenswaardige aspek van hierdie polimeer is die eenvoud van sintese. Die proses, wat by kamertemperatuur plaasvind, benodig slegs goedkoop materiale, en die polimeer kan massa-geproduseer word in groot velle wat slegs nanometers dik is. Die navorsers rapporteer hul bevindings op 2 Februarie in die vaktydskrif Nature.
Die betrokke materiaal word 'n polyamide genoem, 'n draadnetwerk van amiedmolekulêre eenhede (amiede is stikstofchemiese groepe wat aan suurstofgebonde koolstofatome gekoppel is). Such polimere sluit in Kevlar, 'n vesel wat gebruik word om koeëlvaste vestings te maak, en Nomex, 'n vuur- weerstandige stof. Soos Kevlar, word die polyamiedmolekules in die nuwe materiaal aan mekaar gekoppel deur Waterstofbindings oor die hele lengte van hul kettings, wat die totale sterkte van die materiaal verhoog.
'Hulle hou soos klittenband aan,' sê die hoofskrywer Michael Strano, 'n MIT -chemiese ingenieur. Teenmateriaal vereis nie net individuele molekulêre kettings nie, maar ook om die reuse -intermolekulêre waterstofbindings te oorkom wat die hele polimeerbundel deurdring.
Daarbenewens kan die nuwe polimere outomaties vlokkies vorm. Dit maak die materiaal maklik om te verwerk, aangesien dit in dun films gemaak kan word of as 'n dunfilm-oppervlakbedekking gebruik word. Tradisionele polimere is geneig om te groei as lineêre kettings, of herhaaldelik vertak en vertak en Skakel in drie dimensies, ongeag die oriëntasie. Maar Strano se polimere groei op 'n unieke manier in 2D om nanosheets te vorm.
'Kan u op 'n stuk papier saamgevoeg word? Dit blyk dat u dit in die meeste gevalle nie kan doen voordat ons werk nie, 'het Strano gesê.' Ons het dus 'n nuwe meganisme gevind. ' In hierdie onlangse werk het sy span 'n hindernis oorkom om hierdie tweedimensionele samevoeging moontlik te maak.
Die rede waarom polyaramides 'n vlak struktuur het, is dat polimeersintese 'n meganisme genaamd outokatalitiese templatering behels: namate die polimeer verleng en vassteek aan die monomeerboublokke, veroorsaak die groeiende polimeernetwerk daaropvolgende monomere om slegs in die regte rigting te kombineer om die vakbond van die vakbond te versterk twee.dimensionele struktuur. Die navorsers het getoon dat hulle die polimeer maklik in oplossing op wafers kon bedek om te skep laminate van minder as 4 nanometer dik. Dit is byna 'n miljoenste die dikte van gewone kantoorpapier.
Om die meganiese eienskappe van die polimeermateriaal te kwantifiseer, het die navorsers die krag gemeet wat nodig is om gate in 'n gesuspendeerde vel materiaal met 'n fyn naald te steek. Hierdie polyamide is inderdaad stywer as tradisionele polimere soos nylon, die stof wat gebruik word om valskerms te maak. Bemerkbaar, Dit neem twee keer soveel krag om hierdie super-sterk polyamide as staal van dieselfde dikte los te trek. Volgens Strano kan die stof wees Word gebruik as 'n beskermende deklaag op metaaloppervlaktes, soos motor fineer, of as 'n filter om water te suiwer. In laasgenoemde funksie moet die ideale filtermembraan dun wees, maar sterk genoeg wees om hoë druk te weerstaan sonder om klein, oorlasbesoedeling in ons te lek Finale toevoer - 'n perfekte pasmaat vir hierdie polyamide -materiaal.
In die toekoms hoop Strano om die polimerisasiemetode uit te brei na verskillende polimere buite hierdie Kevlar -analoog. 'Polimere is rondom ons,' het hy gesê. 'Hulle doen alles.' Stel jou voor dat jy baie verskillende soorte polimere omskep, selfs eksoties wat elektrisiteit of lig kan lei, in dun films wat 'n verskeidenheid oppervlaktes kan bedek, voeg hy by. 'As gevolg van hierdie nuwe meganisme, kan ander soorte polimere nou gebruik word,' Stano gesê.
In 'n wêreld omring deur plastiek, het die samelewing rede om opgewonde te wees oor 'n ander nuwe polimeer waarvan die meganiese eienskappe alles behalwe gewone is, het Strano gesê. Hierdie aramid is buitengewoon duursaam, wat beteken dat ons alledaagse plastiek kan vervang, van verf tot sakke tot voedselverpakking,, Met minder en sterker materiale. Strano het bygevoeg dat hierdie super-sterk 2D-polimeer vanuit 'n volhoubaarheidsoogpunt 'n stap in die regte rigting is om die wêreld van plastiek te bevry.
Shi En Kim (soos sy gewoonlik Kim genoem word) is 'n Maleisiese gebore vryskutwetenskapskrywer en die gewilde Wetenskap Spring 2022 Redaksionele Intern. in die buitenste ruimte.
Boeing se Starliner -ruimtetuig het nog nie die Internasionale Ruimtestasie bereik nie, maar kenners is optimisties oor 'n derde toetsvlug.
Ons is 'n deelnemer aan die Amazon Services LLC Associates -program, 'n geaffilieerde advertensieprogram wat ontwerp is om 'n manier te bied om fooie te verdien deur na Amazon.com en geaffilieerde webwerwe te skakel. Registreer of die gebruik van hierdie webwerf is die aanvaarding van ons diensvoorwaardes.
Postyd: Mei-19-2022