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I scientisti anu creatu plastica equivalenti à l'azzaru - forti, ma micca pisanti. I plastichi, chì i chimichi à volte chjamanu polimeri, sò una classa di molécule di catena longa composta da unità di ripetizioni curtite chjamate monomeri. vene in forma di membrana. Hè ancu 50 volte più ermeticu di u plasticu più impermeable in u mercatu. Un altru aspettu notevuli di stu polimeru hè a so simplicità di sintesi. U prucessu, chì si svolge à a temperatura di l'ambienti, richiede solu materiali boni, è u polimeru pò esse pruduciutu in massa in grande fogli chì sò solu nanometri grossi. I circadori riportanu i so risultati u 2 di ferraghju in a rivista Nature.
U materiale in questione hè chjamatu poliamida, una reta filettata di unità molecolari ammide (amidi sò gruppi chimichi di nitrogenu attaccati à l'atomi di carbonu legati à l'ossigenu). Tali polimeri includenu Kevlar, una fibra utilizata per fà giacche antiproiettile, è Nomex, un focu. tela resistente. Cum'è Kevlar, e molécule di poliamide in u novu materiale sò ligati l'una à l'altru da i ligami di l'idrogenu in tutta a durata di e so catene, chì aumenta a forza generale di u materiale.
"Attaccanu inseme cum'è Velcro", disse l'autore principale Michael Strano, un ingegnere chimicu di u MIT. I materiali strappati ùn anu micca solu rompe e catene molecolari individuali, ma ancu superà i ligami d'idrogenu intermoleculari giganti chì permeate tuttu u fasciu polimeru.
Inoltre, i novi polimeri ponu automaticamente furmà flakes.This rende u materiale faciule di processà, cum'è pò esse fattu in filmi sottili o utilizati com'è un coating superficia di film magre. I polimeri tradiziunali tendenu à cresce cum'è catene lineari, o ripetutamente branch è ligame in trè dimensioni, a priscinniri di orientation.But i polimeri di Strano cresce in una manera unica in 2D per furmà nanosheets.
"Pudete aggregate nantu à un pezzu di carta? Risulta chì, in a maiò parte di i casi, ùn pudete micca fà finu à u nostru travagliu ", disse Strano, "Allora, avemu trovu un novu mecanismu". In questu travagliu recente, a so squadra hà superatu un ostaculu per fà pussibule sta aggregazione bidimensionale.
U mutivu chì i poliaramidi anu una struttura planare hè chì a sintesi di polimeru implica un mecanismu chjamatu autocatalytic templating: cum'è u polimeru si allunga è si attacca à i blocchi di custruzzione di monomeri, a reta di polimeru crescente induce i monomeri successivi solu à Cumbinà in a direzione ghjusta per rinfurzà l'unione di i monomeri. struttura two.dimensional.I circadori dimustratu ch'elli ponu facirmenti coat u polimeru in suluzione nant'à wafers à creà laminati inch-wide menu cà 4 nanometers thick.That hè guasi un milionesimu u gruixu di carta ufficiu rigulari.
Per quantificà e proprietà meccaniche di u materiale polimeru, i circadori anu misuratu a forza necessaria per fà buchi in una foglia di materiale sospesa cù una agulla fina. Questa poliamida hè veramente più rigida chè i polimeri tradiziunali cum'è u nylon, u tessulu utilizatu per fà paracadute. ci vole duie volte di forza per unscrew stu poliamide super-forte cum'è l'acciaio di u listessu spessore. Sicondu Strano, a sustanza pò esse usata cum'è un revestimentu protettivu nantu à superfici metalliche, cum'è veneers di vittura, o cum'è filtru per purificà l'acqua. In quest'ultima funzione, a membrana di filtru ideale deve esse magre, ma abbastanza forte per sustene l'alte pressioni senza filtrazione di contaminanti chjuchi è fastidiosi in u nostru fornimentu finale - un adattamentu perfettu per stu materiale di poliamide.
In u futuru, Strano spera di estenderà u metudu di polimerizazione à diversi polimeri oltre stu analogu di Kevlar. "I polimeri sò tutti intornu à noi", disse "Fanu tuttu". Immaginate di trasfurmà parechji tippi di polimeri, ancu esotici chì ponu cunduce l'electricità o a luce, in filmi sottili chì ponu copre una varietà di superfici, aghjusta. Stano hà dettu.
In un mondu circundatu di plastica, a sucietà hà ragiò per esse entusiasmu annantu à un altru polimeru novu chì e so proprietà meccaniche sò qualcosa di più ordinariu, disse Strano. Stu aramid hè estremamente durable, chì significa chì pudemu rimpiazzà i plastichi di ogni ghjornu, da i vernici à i sacchetti à l'imballaggi alimentari. cù materiali menu è più forti.Strano hà aghjustatu chì da u puntu di vista di a sustenibilità, stu polimeru 2D super-forte hè un passu in a direzzione ghjusta per liberà u mondu da u plasticu.
Shi En Kim (cum'è ella hè generalmente chjamata Kim) hè una scrittrice scientifica freelance nata in Malasia è stagiaria editoriale di Popular Science Spring 2022. Hà scrittu assai nantu à temi chì varianu da l'usi stravaganti di e ragnatele - l'omu o l'aragni stessi - à i cullettori di basura. in u spaziu esterno.
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