Навукоўцы стварылі пластычныя эквіваленты сталі-моцнай, але не цяжкай. Пластыкі, якую хімікі часам называюць палімерамі,-гэта клас малекул доўгай ланцуга, якая складаецца з кароткіх паўтаральных адзінак, якія называюцца манамерамі. Непадобныя папярэднія палімеры аднолькавай сілы, новы матэрыял пастаўляецца толькі ў мембраннай форме. У 50 разоў больш, чым самыя непрамяшальныя пластыкі на рынку. Сінтэз. Працэс, які праходзіць пры пакаёвай тэмпературы, патрабуе толькі танных матэрыялаў, а палімер можа быць масава вырабляцца ў вялікіх лісце, якія толькі нанаметры таўшчынёй. Даследчыкі паведамляюць пра свае высновы 2 лютага ў часопісе Nature.
Матэрыял, пра які ідзе гаворка, называецца поліамід, разьбовая сетка амідных малекулярных адзінак (аміды-гэта хімічныя групы азоту, прымацаваныя да атамаў вугляроду з кіслародам). Вадародныя сувязі па ўсёй даўжыні іх ланцугоў, што ўзмацняе агульную трываласць матэрыялу.
"Яны зліпаюцца, як на ліпучках", - сказаў вядучы аўтар Майкл Страна, хімічны інжынер MIT. Матэрыялы для падрыхтоўкі патрабуюць не толькі парушэння асобных малекулярных ланцугоў, але і пераадолення гіганцкіх межмолекулярных вадародных сувязей, якія пранізваюць увесь палімерны пучок.
Акрамя таго, новыя палімеры могуць аўтаматычна ўтвараць шматкі. Гэты матэрыял лёгка перапрацоўвае, бо яго можна зрабіць у тонкія плёнкі альбо выкарыстоўваць у якасці тонка-плёнкавага пакрыцця. Традыцыйны палімер, як правіла, растуць, як лінейныя ланцужкі, альбо неаднаразова разгалінаваліся і звязваюцца ў трох вымярэннях, незалежна ад арыентацыі. Але палімеры Страно растуць унікальнымі спосабамі ўнікальным спосабам 2D у форме нанашэта.
"Ці можаце вы аб'яднацца на паперы? У гэтай нядаўняй працы яго каманда пераадолела перашкоду, каб зрабіць гэтую двухмерную агрэгацыю магчымым.
Прычына, па якой полиармиды маюць плоскую структуру, заключаецца ў тым, што сінтэз палімера прадугледжвае механізм, які называецца аўтакаталітычнай шаблонам: паколькі палімер падаўжаецца і прыліпае да будаўнічых блокаў манамераў, расце палімерная сетка выклікае наступныя манамеры, каб яны спалучаюцца толькі ў правільным кірунку, каб умацаваць аб'яднанне двухмернай структуры. Ламінаты шырынёй цалі таўшчынёй менш за 4 нанаметры. Гэта амаль на адзін мільён таўшчынёй звычайнай офіснай паперы.
Каб колькасна ацаніць механічныя ўласцівасці палімернага матэрыялу, даследчыкі вымералі сілу, неабходную для тыркоў, у падвешаным лісце матэрыялу з дробнай іголкай. Гэта поліамід сапраўды больш жорсткія, чым традыцыйныя палімеры, такія як нейлон, тканіна, якая выкарыстоўваецца для парашутаў. Назад, гэта патрабуе двойчы сілы, каб адкруціць гэты супер-сцягнуты, як сталь, як сталь такая ж таўшчыня. Выкарыстоўваецца ў якасці ахоўнага пакрыцця на металічных паверхнях, такіх як вініры аўтамабіляў, альбо ў якасці фільтра для ачышчэння вады. У апошняй функцыі ідэальная фільтравая мембрана павінна быць тонкай, але дастаткова моцнай, каб супрацьстаяць высокаму ціску, не ўцечваючы невялікія забруджвальныя рэчывы ў наш канчатковы запас - ідэальна падыходзіць для гэтага поліаміднага матэрыялу.
У будучыні Страна спадзяецца пашырыць метад палімерызацыі на розныя палімеры за межамі гэтага аналага Кевлара. "Палімеры вакол нас", - сказаў ён. - яны робяць усё. " Уявіце сабе, ператвараючы мноства розных відаў палімераў, нават экзатычныя, якія могуць праводзіць электрычнасць ці святло, у тонкія плёнкі, якія могуць ахопліваць розныя паверхні, дадае ён. "З -за гэтага новага механізму, магчыма, зараз можна выкарыстоўваць іншыя віды палімераў", - сказаў Стано.
У свеце, акружаным пластмасам, у грамадстве ёсць падставы ўзрушыцца іншым новым палімерам, механічныя ўласцівасці якога не толькі звычайныя, сказаў Страна. Гэта Арамід надзвычай трывалы, а значыць, мы можам замяніць паўсядзённую пластмасу, ад фарбаў да сумкі да ўпакоўкі прадуктаў харчавання, з меншай і мацнейшай матэрыялам.
Шы Эн Кім (як яе звычайна называюць Кім), з'яўляецца малайзійскім пазаштатным пісьменнікам навукі і папулярнай навукай вясна 2022 г. Рэдакцыяй. Яна шырока піша па тэмах, пачынаючы ад мудрагелістага выкарыстання павуціння-людзей ці саміх павукоў-для збору смецця ў вонкавай прасторы.
Касмічны карабель Boeing Starliner яшчэ не дайшоў да Міжнароднай касмічнай станцыі, але эксперты аптымістычна ставяцца да трэцяга выпрабавальнага палёту.
Мы ўдзельнічаем у праграме Amazon Services LLC Associates, партнёрскай рэкламнай праграмы, прызначанай для прадастаўлення нам спосабу зарабіць плату, звяртаючыся да Amazon.com і афіляваных сайтаў. Рэгістрацыя альбо выкарыстанне гэтага сайта з'яўляецца прыняццем нашых умоў прадастаўлення паслуг.
Час публікацыі: май-19-2022