دانشمندان پلاستیکی معادل فولاد ایجاد کرده اند - محکم اما نه سنگین. پلاستیک ها، که شیمیدان ها گاهی اوقات آنها را پلیمر می نامند، دسته ای از مولکول های زنجیره بلند هستند که از واحدهای تکرار شونده کوتاهی به نام مونومر تشکیل شده اند. برخلاف پلیمرهای قبلی با همان قدرت، فقط ماده جدید به شکل غشایی وجود دارد. همچنین 50 برابر بیشتر از غیرقابل نفوذترین پلاستیک موجود در بازار هوابند است. یکی دیگر از جنبه های قابل توجه این پلیمر، سادگی سنتز آن است. این فرآیند که در دمای اتاق انجام می شود، فقط به مواد ارزان قیمت نیاز دارد و پلیمر را می توان به صورت انبوه در ورقه های بزرگ با ضخامت تنها نانومتر تولید کرد. محققان یافته های خود را در 2 فوریه در مجله Nature گزارش کردند.
ماده مورد بحث پلی آمید نامیده می شود، شبکه رشته ای از واحدهای مولکولی آمید (آمیدها گروه های شیمیایی نیتروژن هستند که به اتم های کربن متصل به اکسیژن متصل می شوند). از جمله پلیمرهایی می توان به کولار، الیافی که برای ساخت جلیقه های ضد گلوله استفاده می شود، و Nomex، یک جلیقه ضد گلوله نام برد. مانند کولار، مولکول‌های پلی آمید در ماده جدید با پیوندهای هیدروژنی در تمام طول زنجیره‌های خود به یکدیگر متصل می‌شوند که استحکام کلی ماده را افزایش می‌دهد.
مایکل استرانو، نویسنده اصلی، مهندس شیمی MIT، گفت: "آنها مانند Velcro به هم می چسبند."
علاوه بر این، پلیمرهای جدید می توانند به طور خودکار پوسته ها را تشکیل دهند. این امر پردازش مواد را آسان می کند، زیرا می توان آن را به لایه های نازک تبدیل کرد یا از آن به عنوان پوشش سطح لایه نازک استفاده کرد. پیوند در سه بعدی، بدون توجه به جهت.
«آیا می توانید روی یک تکه کاغذ جمع آوری کنید؟ به نظر می رسد، در بیشتر موارد، تا زمانی که کار ما انجام نشود، نمی توانید این کار را انجام دهید.» بنابراین، ما مکانیزم جدیدی پیدا کردیم. در این کار اخیر، تیم او بر یک مانع غلبه کرد تا این تجمع دو بعدی را ممکن کند.
دلیل اینکه پلی آرامیدها ساختاری مسطح دارند این است که سنتز پلیمرها شامل مکانیزمی به نام قالب سازی خودکار است: با افزایش طول پلیمر و چسبیدن به بلوک های ساختمانی مونومر، شبکه پلیمری در حال رشد مونومرهای بعدی را وادار می کند که فقط در جهت درست ترکیب شوند تا اتحاد مونومر تقویت شود. ساختار دو بعدی. محققان نشان دادند که می‌توانند به راحتی پلیمر را در محلول روی ویفرها بپوشانند تا لایه‌هایی با عرض اینچ با ضخامت کمتر از 4 نانومتر ایجاد کنند. این ضخامت تقریباً یک میلیونم کاغذ اداری معمولی است.
برای تعیین کمیت خواص مکانیکی مواد پلیمری، محققان نیروی مورد نیاز برای ایجاد سوراخ در یک ورقه معلق از مواد با یک سوزن ظریف را اندازه‌گیری کردند. این پلی آمید در واقع سفت‌تر از پلیمرهای سنتی مانند نایلون است. برای باز کردن پیچ این پلی آمید فوق قوی دو برابر فولاد با ضخامت یکسان نیاز است. طبق گفته Strano، این ماده می تواند به عنوان یک پوشش محافظ روی سطوح فلزی مانند روکش خودرو یا به عنوان فیلتری برای تصفیه آب استفاده شود. در عملکرد دوم، غشای فیلتر ایده‌آل باید نازک باشد اما به اندازه کافی قوی باشد تا بتواند فشارهای بالا را بدون نشت آلاینده‌های کوچک و مزاحم به منبع نهایی ما تحمل کند - مناسب برای این ماده پلی آمید.
در آینده، Strano امیدوار است که روش پلیمریزاسیون را به پلیمرهای مختلف فراتر از این آنالوگ کولار گسترش دهد. او گفت: پلیمرها در اطراف ما هستند. تصور کنید که بسیاری از انواع پلیمرها، حتی پلیمرهای عجیب و غریب که می توانند الکتریسیته یا نور را هدایت کنند، به لایه های نازکی تبدیل کنید که می توانند سطوح مختلف را بپوشانند، او اضافه می کند. استانو گفت.
استرانو گفت: در دنیایی که توسط پلاستیک احاطه شده است، جامعه دلیلی برای هیجان زده شدن در مورد پلیمر جدیدی دارد که خواص مکانیکی آن چیزی جز معمولی نیست. با مواد کمتر و قوی تر. Strano اضافه کرد که از نقطه نظر پایداری، این پلیمر 2 بعدی فوق العاده قوی گامی در مسیر درست برای رهایی جهان از پلاستیک است.
شی ان کیم (که معمولاً او را کیم می نامند) نویسنده علمی مستقل متولد مالزی و کارآموز سرمقاله Popular Science Spring 2022 است. او به طور گسترده در مورد موضوعات مختلف از استفاده های عجیب و غریب از تار عنکبوت - انسان ها یا خود عنکبوت ها - گرفته تا زباله گردها نوشته است. در فضای بیرونی
فضاپیمای استارلاینر بوئینگ هنوز به ایستگاه فضایی بین المللی نرسیده است، اما کارشناسان نسبت به سومین پرواز آزمایشی خوشبین هستند.
ما در برنامه Amazon Services LLC Associates شرکت می‌کنیم، یک برنامه تبلیغاتی وابسته که برای ارائه راهی برای کسب هزینه از طریق پیوند به Amazon.com و سایت‌های وابسته طراحی شده است. ثبت نام یا استفاده از این سایت به منزله پذیرش شرایط خدمات ما است.
زمان ارسال: مه-19-2022