Wittenskippers hawwe makke plestik lykweardich oan stiel - sterk, mar net swier. Plastics, dy't skiekundigen soms neame polymers, binne in klasse fan lange-keten molekulen opboud út koarte werheljende ienheden neamd monomers. Oars as eardere polymers fan deselde sterkte, it nije materiaal allinnich komt yn membraanfoarm.It is ek 50 kear luchtdichter as it meast ûnpermeabele plestik op 'e merk. In oar opmerklik aspekt fan dit polymeer is de ienfâld fan synteze. It proses, dat plakfynt by keamertemperatuer, fereasket allinnich goedkeape materialen, en de polymeer kin massaal produsearre wurde yn grutte blêden dy't mar nanometer dik binne. De ûndersikers melde har befinings 2 febrewaris yn it tydskrift Nature.
It materiaal yn kwestje hjit in polyamide, in threaded netwurk fan amide molekulêre ienheden (amides binne stikstof gemyske groepen ferbûn oan soerstof-bûn koalstof atomen). Sokke polymers befetsje Kevlar, in glêstried brûkt foar it meitsjen fan kûgelfrije vesten, en Nomex, in fjoer- resistint stof. Lykas Kevlar binne de polyamide-molekulen yn it nije materiaal oan elkoar keppele troch wetterstofbânen oer de hiele lingte fan har keatlingen, wat de totale sterkte fan it materiaal fersterket.
"Se stick tegearre as klittenband,"Sei lead auteur Michael Strano, in MIT gemyske yngenieur. Tearing materialen fereasket net allinne breaking yndividuele molekulêre keatlingen, mar ek oerwinnen de gigantyske intermolekulêre wetterstof obligaasjes dy't permeate de hiele polymer bondel.
Dêrnjonken kinne de nije polymearen automatysk flakken foarmje. Dit makket it materiaal maklik te ferwurkjen, om't it kin wurde makke yn tinne films of brûkt wurde as in tinne film oerflak coating. keppeling yn trije diminsjes, nettsjinsteande oriïntaasje. Mar Strano's polymers groeie op in unike manier yn 2D om nanoblêden te foarmjen.
"Kinne jo op in stikje papier aggregearje? It docht bliken dat jo it yn 'e measte gefallen net kinne dwaan oant ús wurk," sei Strano. "Dat, wy hawwe in nij meganisme fûn. Yn dit resinte wurk hat syn team in hindernis oerwûn om dizze twadiminsjonale aggregaasje mooglik te meitsjen.
De reden dat polyaramiden in plane struktuer hawwe is dat polymearsynteze in meganisme omfettet dy't autokatalytyske sjabloanen hjit: as it polymeer langer wurdt en plakt oan 'e monomerboublokken, feroarsaket it groeiende polymeernetwurk de folgjende monomeren om allinich yn 'e goede rjochting te kombinearjen om de uny fan 'e monomeren te fersterkjen. twa.dimensionale struktuer. De ûndersikers lieten sjen dat se it polymeer maklik yn oplossing op wafels lizze koene om inch-brede laminaten te meitsjen fan minder as 4 nanometer dik. Dat is hast ien miljoenste fan de dikte fan gewoan kantoarpapier.
Om de meganyske eigenskippen fan it polymearmateriaal te kwantifisearjen, mjitten de ûndersikers de krêft dy't nedich is om gatten yn in ophongen blêd fan materiaal te pokken mei in fyn needle.Dit polyamide is yndie stiffer as tradisjonele polymers lykas nylon, de stof dy't brûkt wurdt om parachutes te meitsjen. it duorret twa kear safolle krêft om dit supersterke polyamide los te skroeven as stiel fan deselde dikte.Neffens Strano kin de stof brûkt wurde as beskermjende coating op metalen oerflakken, lykas autofiners, of as filter om wetter te suverjen. Yn 'e lêste funksje moat it ideale filtermembraan dun wêze, mar sterk genôch om hege druk te wjerstean sûnder lytse, oerlêstlike kontaminanten yn ús lêste oanbod te lekken - in perfekte fit foar dit polyamide materiaal.
Yn 'e takomst hopet Strano de polymerisaasjemetoade út te wreidzjen nei ferskate polymeren bûten dizze Kevlar-analog. "Polymers binne oeral om ús hinne," sei er. Stel jo foar dat jo in protte ferskillende soarten polymeren, sels eksoatyske dy't elektrisiteit of ljocht kinne liede, yn tinne films meitsje dy't in ferskaat oan oerflakken kinne dekke, foeget hy ta. sei Stano.
Yn in wrâld omjûn troch plestik, hat de maatskippij reden om entûsjast te wêzen oer in oar nij polymeer wêrfan de meganyske eigenskippen alles oars binne as gewoan, sei Strano. Dit aramide is ekstreem duorsum, wat betsjut dat wy it deistich plestik ferfange kinne, fan ferve oant tassen oant itenferpakking, mei minder en sterkere materialen.Strano tafoege dat út in duorsumens eachpunt dit supersterke 2D-polymeer in stap yn 'e goede rjochting is om de wrâld te befrijen fan plestik.
Shi En Kim (sa't se meastentiids Kim hjit) is in yn Maleisië berne freelance wittenskipsskriuwster en yn 'e Popular Science Spring 2022 redaksje yntern. yn 'e bûtenromte.
Boeing's Starliner-romteskip moat it International Space Station noch berikke, mar saakkundigen binne optimistysk oer in tredde testflecht.
Wy binne in dielnimmer oan it Amazon Services LLC Associates-programma, in affiliate-reklameprogramma ûntworpen om in manier te jaan foar ús om fergoedingen te fertsjinjen troch te keppeljen nei Amazon.com en oansletten siden.
Post tiid: mei-19-2022