Forskere har skabt plastik svarende til stål-stærk, men ikke tung. Plast, som kemikere undertiden kalder polymerer, er en klasse af langkædede molekyler, der består af korte gentagne enheder kaldet monomerer. Mende tidligere polymerer af den samme styrke. Den nye materiale kommer kun i membranformen. Det er også 50 gange mere lufttæt end den mest uærlige plastik på markedet. Nytlig som den polymiske er dens polymer, der er på sin tid, der er meget på den tidlige af den mest impermable plastik på markedet. En anden aspekt af denne polymer Syntese. Processen, der finder sted ved stuetemperatur, kræver kun billige materialer, og polymeren kan masseproduceres i store ark, der kun er nanometre tykke. Forskerne rapporterer deres fund 2. februar i tidsskriftet Nature.
The material in question is called a polyamide, a threaded network of amide molecular units (amides are nitrogen chemical groups attached to oxygen-bonded carbon atoms).Such polymers include Kevlar, a fiber used to make bulletproof vests, and Nomex, a fire-resistant fabric.Like Kevlar, the polyamide molecules in the new material are linked to each other by Hydrogenbindinger langs hele deres kæder, hvilket forbedrer materialets samlede styrke.
”De klæber sammen som velcro,” sagde hovedforfatter Michael Strano, en MIT -kemikalieingeniør. Tetærende materialer kræver ikke kun at bryde individuelle molekylkæder, men også overvinde den gigantiske intermolekylære hydrogenbindinger, der gennemsyrer hele polymerbundt.
Derudover kan de nye polymerer automatisk danne flager. Dette gør materialet let at behandle, da det kan gøres til tynde film eller bruges som en tyndfilmoverfladebelægning. Tradeitionelle polymerer har en tendens til at vokse som lineære kæder, eller gentagne gange gren og link i tre dimensioner, uanset orientering. Men stranos polymerer vokser i en unik måde i 2D for at forme nanosheets.
"Kan du samle på et stykke papir? I dette nylige arbejde overvinde hans team en hindring for at gøre denne to-dimensionelle aggregering mulig.
Årsagen til, at polyaramider har en plan struktur, er, at polymersyntese involverer en mekanisme kaldet autokatalytisk templering: Når polymeren forlænger og klæber til monomerens byggesten, inducerer det voksende polymernetværk efterfølgende monomerer kun at kombinere i den rigtige retning for at styrke forening af de to. tomme brede laminater mindre end 4 nanometer tykke. Det er næsten en milliontedel af tykkelsen af almindeligt kontorpapir.
For at kvantificere de mekaniske egenskaber ved polymermaterialet målte forskerne den krafte, der kræves for at stikke huller i et ophængt materiale med en fin nål. Dette polyamid er faktisk stivere end traditionelle polymerer som nylon, stoffet, der bruges til at gøre faldskærmsudspringer. Det tager dobbelt så meget kraft til at skrue denne super-strong polyamid som stål af den samme tykkelse. Som en beskyttende belægning på metaloverflader, såsom bilfiner eller som et filter til at rense vand. I sidstnævnte funktion skal den ideelle filtermembran være tynd, men stærk nok til at modstå høje tryk uden at lække små, generende forurenende stoffer i vores endelige forsyning - en perfekt pasform til dette polyamidmateriale.
I fremtiden håber Strano at udvide polymerisationsmetoden til forskellige polymerer ud over denne Kevlar -analog. ”Polymerer er rundt omkring os,” sagde han. ”De gør alt.” Forestil dig at omdanne mange forskellige slags polymerer, endda eksotiske, der kan udføre elektricitet eller lys, til tynde film, der kan dække en række overflader, tilføjer han. ”På grund af denne nye mekanisme kan måske andre slags polymerer nu bruges,” sagde Stano.
I en verden omgivet af plast har samfundet grund til at være begejstret for en anden ny polymer, hvis mekaniske egenskaber er alt andet end almindelig, sagde Strano. Denne Aramid er ekstremt holdbar, hvilket betyder, at vi kan erstatte hverdagens plast, fra maling til poser til mademballage, med færre og stærkere materialer til at få en del af plastic.
Shi en Kim (som hun normalt kaldes Kim) er en malaysisk-født freelance videnskabsforfatter og populær videnskab forår 2022 redaktionel praktikant. Hun har skrevet omfattende om emner, der spænder fra de finurlige anvendelser af cobwebs-mennesker eller edderkopperne selv-til affaldsopsamlere i det ydre rum.
Boeings Starliner -rumfartøjer har endnu ikke nået den internationale rumstation, men eksperter er optimistiske over en tredje testflyvning.
Vi er en deltager i Amazon Services LLC Associates -programmet, et tilknyttet reklameprogram, der er designet til at give en måde for os at tjene gebyrer ved at linke til Amazon.com og tilknyttede websteder. Registrering eller brug af dette websted udgør accept af vores servicevilkår.
Posttid: maj-19-2022