Учените са създали пластмасови, еквивалентни на стоманата-силни, но не и тежки. Пластиците, които химиците понякога наричат полимери, са клас от молекули с дълга верига, съставени от къси повтарящи се единици, наречени мономери. Неподобни предишни полимери със същата якост, новият материал, само за новия материал Предлага се в мембранна форма. Освен това е 50 пъти по -херметично от най -непроницаемата пластмаса на пазара. Друг забележителен аспект на този полимер е неговата простота на синтеза. който се осъществява при стайна температура, изисква само евтини материали, а полимерът може да бъде произведен масово в големи листове, които са с дебелина само нанометри. Изследователите съобщават за своите открития на 2 февруари в списанието Nature.
Въпросният материал се нарича полиамид, резбова мрежа от амидни молекулни единици (амидите са азотни химически групи, прикрепени към въглеродни атоми, свързани с кислород). Такива полимери включват кевлар, влакно, използвано за приготвяне на бронежилетки и номекс, пожар Резистентна тъкан. Подобни на Кевал, полиамидните молекули в новия материал са свързани помежду си чрез водородни връзки по цялата дължина на техните вериги, което повишава общата сила на материала.
„Те се придържат като велкро“, каза водещият автор Майкъл Страно, химически инженер на MIT. Материалите за излагане изискват не само разбиване на отделни молекулярни вериги, но и преодоляване на гигантските междумолекулни водородни връзки, които проникват в целия полимерен пакет.
В допълнение, новите полимери могат автоматично да образуват люспи. Това прави материала лесен за обработка, тъй като може да бъде направен в тънки филми или да се използва като повърхностно покритие с тънкослов. връзка в три измерения, независимо от ориентацията. Но полимерите на Strano растат по уникален начин в 2D, за да образуват нанолисти.
„Можете ли да агрегирате върху лист хартия? Оказва се, че в повечето случаи не можете да го вършите до нашата работа - каза Страно. - И така, ние намерихме нов механизъм. " В тази скорошна работа екипът му преодоля препятствие, за да направи възможно тази двуизмерна агрегация.
The reason polyaramides have a planar structure is that polymer synthesis involves a mechanism called autocatalytic templating: as the polymer lengthens and sticks to the monomer building blocks, the growing polymer network induces subsequent monomers to only Combine in the right direction to strengthen the union of the две.измерна структура. Изследователите демонстрираха, че те могат лесно да покрият полимера в разтвор върху вафли, за да създадат инч широк инч Ламинира по-малко от 4 нанометра. Това е почти една милионна дебелина на обикновената офис хартия.
За да определят количествено механичните свойства на полимерния материал, изследователите измерват силата, необходима за пробиване на дупки в суспендиран лист материал с фина игла. Този полиамид наистина е по -твърд от традиционните полимери като найлон, тъканта, използвана за приготвяне на парашути. Необходима е два пъти повече сила, за да се развие този супер силен полиамид от стоманата със същата дебелина. Съгласно Strano, веществото може да се използва като защитно Покритие върху метални повърхности, като варовици за автомобили, или като филтър за пречистване на водата. Във последната функция идеалната филтърна мембрана трябва да бъде тънка, но достатъчно силна, за да издържи високо налягане, без да изтича малки, неприятни замърсители в крайното ни захранване - a Перфектно прилягане за този полиамиден материал.
В бъдеще Страно се надява да разшири метода на полимеризация до различни полимери отвъд този аналог на Kevlar. "Полимерите са навсякъде около нас", каза той. "Те правят всичко." Представете си, че превръщате много различни видове полимери, дори екзотични, които могат да провеждат електричество или светлина, в тънки филми, които могат да покрият различни повърхности, добавя той. ”Поради този нов механизъм, може би други видове полимери вече могат да се използват“, " - каза Стано.
В свят, заобиколен от пластмаси, обществото има основание да се вълнува от друг нов полимер, чиито механични свойства са всичко друго, но не и обикновени, каза Страно. Този арамид е изключително издръжлив, което означава, че можем да заменим ежедневните пластмаси, от бои до торби до опаковане на храни, С по-малко и по-силни материали. Strano добави, че от гледна точка на устойчивостта, този супер силен 2D полимер е стъпка в правилната посока за освобождаване на света от пластмаса.
Ши Ен Ким (както обикновено се нарича Ким) е малайзийски писател на свободна практика и популярна наука пролет 2022 г. Редакционен стаж. Тя е писала много по теми, вариращи от причудливите приложения на паяжините-хумани или самите паяци-за събиране на колекционери в космоса.
Космическият кораб на Boeing's Starliner все още не е достигнал до Международната космическа станция, но експертите са оптимисти за трети тестов полет.
Ние сме участник в програмата Amazon Services LLC Associates, партньорска рекламна програма, предназначена да предостави начин за нас да печелим такси, като се свържем с Amazon.com и свързани сайтове. Регистрирането или използването на този сайт представлява приемането на нашите условия за обслужване.
Време за публикация: май-19-2022