מדענים יצרו פלסטיק שווה ערך לפלדה-חזקה אך לא כבדה. פלסטיקה, אשר כימאים מכנים לפעמים פולימרים, הם סוג של מולקולות ארוכות שרשרת המורכבות מיחידות חוזרות ונשנות הנקראות מונומרים. כמו פולימרים קודמים של אותו חוזק, החומר החדש בלבד מגיע בצורה ממברנה. זה גם פי 50 אטום יותר מהפלסטיק הבלתי אטום ביותר בשוק. היבט בולט אחר של פולימר זה הוא הפשטות שלו בסינתזה. התהליך, המתרחש בטמפרטורת החדר, דורש רק חומרים זולים, וניתן להפיק את הפולימר בסדינים גדולים שהם רק ננומטרים. החוקרים מדווחים על ממצאיהם ב -2 בפברואר בכתב העת Nature.
החומר המדובר נקרא פוליאמיד, רשת מושחלת של יחידות מולקולריות אמיד (אמיד הן קבוצות כימיות חנקן המחוברות לאטומי פחמן קשורים לחמצן). פולימרים כל כך כוללים קברר, סיב המשמש לייצור אפודים אטומים לכדורים, ונומקס, אש אש, אש אש, סיב המשמש לייצור אפלים אטומים לכדורים, נורקס, אש אש, אש אש אש אש אש אש אש אש אש אש אש אש באש. בד עמיד. כמו Kevlar, מולקולות הפוליאמיד בחומר החדש קשורות זו לזו על ידי קשרי מימן לאורך כל האורך של השרשראות שלהם, המשפרות את חוזקו הכללי של החומר.
"הם נדבקים זה בזה כמו סקוטש", אמר סופר המוביל מייקל סטרנו, מהנדס כימי MIT. חומרים לטיעוד מחייב לא רק את שבירת שרשראות מולקולריות אינדיבידואליות, אלא גם להתגבר על קשרי המימן הבין -מולקולריים הענקיים המחלחלים על צרור הפולימר כולו.
בנוסף, הפולימרים החדשים יכולים ליצור פתיתים אוטומטית. זה הופך את החומר לקל לעיבודו, מכיוון שהוא יכול להיות להפוך לסרטים דקים או להשתמש בהם כציפוי פני השטח הדק. פולימרים מסורתיים נוטים לצמוח כשרשראות ליניאריות, או לענף שוב ושוב ולמלאו שוב ושוב ושוב, או קישור בשלושה ממדים, ללא קשר לאוריינטציה. אבל הפולימרים של סטרנו גדלים בצורה ייחודית בדו -מימד ליצירת גיליונות ננו.
"אתה יכול לצבור על פיסת נייר? מסתבר, ברוב המקרים, אתה לא יכול לעשות את זה עד העבודה שלנו, "אמר סטרנו." אז מצאנו מנגנון חדש. " ביצירה האחרונה זו, צוותו התגבר על מכשול כדי לאפשר את הצבירה הדו-ממדית הזו.
הסיבה לפוליארמיד יש מבנה מישורי היא שסינתזת הפולימר כוללת מנגנון הנקרא תבנית אוטוקטלטית: כאשר הפולימר מתארך ונדבק לאבני הבניין של מונומר, רשת הפולימר ההולכת וגדלה גורמת למונומרים עוקבים לשלב רק בכיוון הנכון לחיזוק האיחוד של ה- שני. מבנה ממדי. החוקרים הדגימו שהם יכולים בקלות לכוון את הפולימר בתמיסה על פלים ליצירת אינץ 'רחבי סנטימטר למינציה בעובי של פחות מ -4 ננומטרים. זה כמעט מיליון מעובי נייר משרדי רגיל.
כדי לכמת את המאפיינים המכניים של החומר הפולימרי, החוקרים מדדו את הכוח הנדרש כדי לחטט חורים בגיליון חומר מושעה עם מחט דקה. הפולימיד הזה אכן נוקשה יותר מפולימרים מסורתיים כמו ניילון, הבד המשמש לייצור מצנח. למרבה הפלא, דרוש כוח כפליים כדי לפתור את הפוליאמיד הסופר-חזק הזה כמו פלדה בעובי זהה. על פי סטרנו, החומר יכול לשמש כמגן ציפוי על משטחי מתכת, כמו פורניר לרכב, או כמסנן לטהר מים. בפונקציה האחרונה, קרום המסנן האידיאלי צריך להיות דק אך חזק מספיק כדי לעמוד בלחצים גבוהים מבלי לדלוף מזהמים קטנים ומטרדים לאספקה הסופית שלנו - א התאמה מושלמת לחומר פוליאמיד זה.
בעתיד, סטרנו מקווה להרחיב את שיטת הפילמור לפולימרים שונים מעבר לאנלוגי הקוואר הזה. "פולימרים מסביבנו," הוא אמר. "הם עושים הכל." תאר לעצמך להפוך סוגים רבים של פולימרים, אפילו כאלה אקזוטיים שיכולים לנהל חשמל או אור, לסרטים דקים שיכולים לכסות מגוון משטחים, הוא מוסיף. "בגלל המנגנון החדש הזה, אולי ניתן להשתמש בסוגים אחרים של פולימרים," אמר סטנו.
בעולם המוקף בפלסטיקה, לחברה יש סיבה להתלהב מפולימר חדש אחר שתכונותיו המכניות אינן אלא רגילות, אמר סטרנו. ארמיד זה עמיד ביותר, מה שאומר שאנחנו יכולים להחליף פלסטיק יומיומי, מצבעים ועד תיקים ועד אריזות מזון, עם פחות חומרים חזקים יותר. Strano הוסיף כי מבחינה של קיימות, פולימר דו-ממדי סופר-חזק זה הוא צעד בכיוון הנכון לשחרור את העולם מפלסטיק.
שי אן קים (כפי שהיא מכונה בדרך כלל קים) היא סופרת מדעית פרילנסרית ילידת מלזית ומדע פופולרי אביב 2022 מתמחה בעריכה. בחלל החיצון.
Starliner Spacecraft של בואינג טרם הגיע לתחנת החלל הבינלאומית, אך מומחים אופטימיים לגבי טיסת מבחן שלישית.
אנו משתתפים בתוכנית Amazon Services LLC Associates, תוכנית פרסום שותפים שנועדה לספק לנו דרך להרוויח עמלות על ידי קישור ל- Amazon.com ואתרים קשורים. רישום או שימוש באתר זה מהווה הסכמה לתנאי השירות שלנו.
זמן הודעה: מאי -19-2022