Les scientifiques ont créé un équivalent en plastique à l'acier - fort mais pas lourd. Les plastiques, que les chimistes appellent parfois des polymères, sont une classe de molécules à longue chaîne composées d'unités répétitives courtes appelées monomères. Livré sous forme membranaire.Il est également 50 fois plus étanche à l'air que le plastique le plus imperméable sur le marché. Un autre aspect notable de ce polymère est sa simplicité de synthèse. Le processus, qui se déroule à température ambiante, ne nécessite que des matériaux bon marché et le polymère peut être produit en masse dans de grandes feuilles qui ne sont que des nanomètres d'épaisseur. Les chercheurs signalent leurs résultats le 2 février dans la Nature de la revue.
Le matériau en question est appelé polyamide, un réseau fileté d'unités moléculaires amides (les amides sont des groupes chimiques azotés attachés à des atomes de carbone liés à l'oxygène). De tels polymères incluent Kevlar, une fibre utilisée pour fabriquer des actes de balles et nomex, un feu tissu résistant. de leurs chaînes, ce qui améliore la résistance globale du matériau.
"Ils restent ensemble comme le velcro", a déclaré l'auteur principal Michael Strano, un ingénieur chimique du MIT. Les matériaux d'éteinte nécessitent non seulement la rupture des chaînes moléculaires individuelles, mais aussi surmonter les liaisons hydrogène intermoléculaires géantes qui perméèrent l'ensemble du faisceau polymère.
De plus, les nouveaux polymères peuvent se former automatiquement des flocons. Lien en trois dimensions, quelle que soit l'orientation. Mais les polymères de Strano se développent d'une manière unique en 2D pour former des nanofeuilles.
«Pouvez-vous agréger sur un morceau de papier? Il s'avère que, dans la plupart des cas, vous ne pouvez pas le faire avant notre travail ", a déclaré Strano." Donc, nous avons trouvé un nouveau mécanisme. " Dans ce travail récent, son équipe a surmonté un obstacle pour rendre cette agrégation bidimensionnelle possible.
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 Structure de deux dimensions. Les chercheurs ont démontré qu'ils pouvaient facilement recouvrir le polymère en solution sur des plaquettes pour créer un pouce à l'échelle Lanières de moins de 4 nanomètres d'épaisseur.C'est près d'un milliontième d'épaisseur du papier de bureau ordinaire.
Pour quantifier les propriétés mécaniques du matériau polymère, les chercheurs ont mesuré la force nécessaire pour percer des trous dans une feuille de matériau en suspension avec une aiguille fine. Ce polyamide est en effet plus rigide que les polymères traditionnels comme le nylon, le tissu utilisé pour faire des parachutes. Il faut deux fois plus de force pour dévisser ce polyamide super fort que l'acier de la même épaisseur. Selon Strano, la substance peut être utilisée comme un revêtement protecteur sur les surfaces métalliques, telles que les facettes de voiture, ou comme filtre pour purifier l'eau. Un ajustement parfait pour ce matériau polyamide.
À l'avenir, Strano espère étendre la méthode de polymérisation à différents polymères au-delà de cet analogue de Kevlar. "Les polymères sont tout autour de nous", a-t-il dit. "Ils font tout." Imaginez transformer de nombreux types de polymères, même exotiques qui peuvent conduire de l'électricité ou de la lumière, en films minces qui peuvent couvrir une variété de surfaces, ajoute-t-il. »En raison de ce nouveau mécanisme, peut-être que d'autres types de polymères peuvent maintenant être utilisés," Dit Stano.
Dans un monde entouré de plastiques, la société a des raisons d'être enthousiasmées par un autre nouveau polymère dont les propriétés mécaniques sont tout sauf ordinaires, a déclaré Strano. Cet Aramid est extrêmement durable, ce qui signifie que nous pouvons remplacer les plastiques quotidiens, des peintures aux sacs à l'emballage alimentaire, Avec des matériaux moins et plus forts.Strano a ajouté que du point de vue de la durabilité, ce polymère 2D super fort est un pas dans la bonne direction pour libérer le monde du plastique.
Shi En Kim (comme elle est généralement appelée Kim) est une écrivaine scientifique indépendante d'origine malaisienne et une interdiction de science populaire printemps 2022. dans l'espace.
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