Os científicos crearon un plástico equivalente ao aceiro, resistente pero non pesado. Os plásticos, que ás veces os químicos chaman polímeros, son unha clase de moléculas de cadea longa formada por unidades curtas que se repiten chamadas monómeros. A diferenza dos polímeros anteriores da mesma resistencia, o novo material só vén en forma de membrana. Tamén é 50 veces máis hermético que o plástico máis impermeable do mercado.Outro aspecto destacable deste polímero é a súa sinxeleza de síntese. O proceso, que se realiza a temperatura ambiente, só precisa de materiais económicos, e o O polímero pódese producir en masa en láminas grandes que só teñen un grosor de nanómetros. Os investigadores informan dos seus descubrimentos o 2 de febreiro na revista Nature.
O material en cuestión chámase poliamida, unha rede roscada de unidades moleculares de amida (as amidas son grupos químicos de nitróxeno unidos a átomos de carbono enlazados por osíxeno). Estes polímeros inclúen o Kevlar, unha fibra que se usa para facer chalecos antibalas, e o Nomex, un tecido resistente.Como o Kevlar, as moléculas de poliamida do novo material están unidas entre si por enlaces de hidróxeno ao longo de toda a lonxitude das súas cadeas, o que mellora a resistencia global do material.
"Péganse unidos como o velcro", dixo o autor principal Michael Strano, enxeñeiro químico do MIT. O rasgado de materiais require non só romper cadeas moleculares individuais, senón tamén superar os enlaces de hidróxeno intermoleculares xigantes que impregnan todo o feixe de polímeros.
Ademais, os novos polímeros poden formar automaticamente escamas. Isto fai que o material sexa fácil de procesar, xa que se pode transformar en películas finas ou usarse como revestimento de superficie de película fina. Os polímeros tradicionais tenden a crecer como cadeas lineais ou ramificarse repetidamente e enlace en tres dimensións, independentemente da orientación.Pero os polímeros de Strano crecen dun xeito único en 2D para formar nanofollas.
"Pódese agregar nun anaco de papel? Resulta que, na maioría dos casos, non podes facelo ata o noso traballo", dixo Strano. "Entón, atopamos un novo mecanismo". Neste recente traballo, o seu equipo superou un obstáculo para facer posible esta agregación bidimensional.
A razón pola que as poliaramidas teñen unha estrutura plana é que a síntese de polímeros implica un mecanismo chamado plantilla autocatalítica: a medida que o polímero se alonga e se adhire aos bloques de construción do monómero, a crecente rede de polímeros induce aos monómeros posteriores a combinarse só na dirección correcta para fortalecer a unión do monómero. estrutura bidimensional.Os investigadores demostraron que podían recubrir facilmente o polímero en solución sobre obleas para crear laminados de polgadas de ancho de menos de 4 nanómetros de espesor. É case unha millonésima parte do grosor do papel de oficina normal.
Para cuantificar as propiedades mecánicas do material polimérico, os investigadores mediron a forza necesaria para perforar unha folla de material suspendida cunha agulla fina. Esta poliamida é realmente máis ríxida que os polímeros tradicionais como o nailon, o tecido que se usa para fabricar paracaídas. É necesario o dobre de forza para desenroscar esta poliamida súper forte que o aceiro do mesmo grosor.Segundo Strano, a substancia pódese usar como revestimento protector en superficies metálicas, como chapas de coches, ou como filtro para purificar a auga. Nesta última función, a membrana de filtro ideal debe ser delgada pero o suficientemente forte como para soportar altas presións sen filtrar contaminantes pequenos e molestos no noso subministro final, un axuste perfecto para este material de poliamida.
No futuro, Strano espera estender o método de polimerización a diferentes polímeros máis aló deste análogo de Kevlar. "Os polímeros están ao noso redor", dixo. "Fan de todo". Imaxina converter moitos tipos diferentes de polímeros, incluso exóticos que poden conducir a electricidade ou a luz, en películas finas que poden cubrir unha variedade de superficies, engade. "Debido a este novo mecanismo, quizais agora se poidan usar outros tipos de polímeros". dixo Stano.
Nun mundo rodeado de plásticos, a sociedade ten motivos para entusiasmarse con outro novo polímero cuxas propiedades mecánicas non son nada comúns, dixo Strano. Esta aramida é extremadamente duradeira, o que significa que podemos substituír os plásticos cotiáns, desde pinturas ata bolsas ata envases de alimentos. con menos materiais e máis resistentes. Strano engadiu que desde o punto de vista da sustentabilidade, este polímero 2D superforte é un paso na dirección correcta para liberar o mundo do plástico.
Shi En Kim (como se lle chama habitualmente Kim) é unha escritora científica independente nacida en Malaisia e en prácticas editorial de Popular Science Spring 2022. Escribiu moito sobre temas que van desde os usos estrafalarios das teas de araña (os humanos ou as propias arañas) ata os colectores de lixo. no espazo exterior.
A sonda Starliner de Boeing aínda non chegou á Estación Espacial Internacional, pero os expertos son optimistas sobre un terceiro voo de proba.
Somos participantes do Programa de Asociados de Amazon Services LLC, un programa de publicidade de afiliados deseñado para ofrecernos unha forma de gañar taxas mediante a ligazón a Amazon.com e sitios afiliados. O rexistro ou o uso deste sitio supón a aceptación das nosas Condicións de servizo.
Hora de publicación: 19-maio-2022