მეცნიერებმა შექმნეს ფოლადის ეკვივალენტური პლასტიკური — ძლიერი, მაგრამ არა მძიმე. პლასტმასები, რომლებსაც ქიმიკოსები ზოგჯერ პოლიმერებს უწოდებენ, წარმოადგენს გრძელ ჯაჭვის მოლეკულების კლასს, რომელიც შედგება მოკლე განმეორებადი ერთეულებისგან, რომელსაც ეწოდება მონომერები. იგივე სიმტკიცის წინა პოლიმერებისგან განსხვავებით, მხოლოდ ახალი მასალაა. გამოდის მემბრანის სახით. ასევე 50-ჯერ უფრო ჰერმეტულია, ვიდრე ბაზარზე ყველაზე გაუმტარი პლასტმასი. ამ პოლიმერის კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ასპექტია მისი სინთეზის სიმარტივე. პროცესი, რომელიც ხდება ოთახის ტემპერატურაზე, მოითხოვს მხოლოდ იაფ მასალას და პოლიმერის მასიური წარმოება შესაძლებელია მხოლოდ ნანომეტრის სისქის დიდ ფურცლებში. მკვლევარები თავიანთ დასკვნებს 2 თებერვალს ჟურნალში Nature-ში აქვეყნებენ.
განსახილველ მასალას ეწოდება პოლიამიდი, ამიდური მოლეკულური ერთეულების ხრახნიანი ქსელი (ამიდები არის აზოტის ქიმიური ჯგუფები, რომლებიც დაკავშირებულია ჟანგბადთან დაკავშირებულ ნახშირბადის ატომებთან). ასეთ პოლიმერებს მიეკუთვნება კევლარი, ბოჭკო, რომელიც გამოიყენება ტყვიაგაუმტარი ჟილეტების დასამზადებლად, და Nomex, ცეცხლგამძლე. რეზისტენტული ქსოვილი. კევლარის მსგავსად, ახალ მასალაში პოლიამიდის მოლეკულები ერთმანეთთან დაკავშირებულია წყალბადის ბმებით მათი ჯაჭვების მთელ სიგრძეზე, რაც აძლიერებს მასალის საერთო სიმტკიცეს.
„ისინი ერთმანეთს ამაგრებენ, როგორც Velcro“, - თქვა წამყვანი ავტორი მაიკლ სტრანო, MIT-ის ქიმიური ინჟინერი. მასალების გაფუჭება მოითხოვს არა მხოლოდ ცალკეული მოლეკულური ჯაჭვების გაწყვეტას, არამედ გიგანტური ინტერმოლეკულური წყალბადის ობლიგაციების გადალახვას, რომლებიც გაჟღენთილია მთელ პოლიმერულ შეკვრაში.
გარდა ამისა, ახალ პოლიმერებს შეუძლიათ ავტომატურად შექმნან ფანტელები. ეს ხდის მასალის ადვილად დამუშავებას, რადგან ის შეიძლება დამზადდეს თხელ ფენებად ან გამოიყენოს თხელ ფენის ზედაპირის საფარად. ტრადიციული პოლიმერები, როგორც წესი, იზრდება როგორც ხაზოვანი ჯაჭვები, ან განმეორებით განშტოება და ბმული სამ განზომილებაში, განურჩევლად ორიენტაციისა. მაგრამ Strano-ს პოლიმერები იზრდება უნიკალური გზით 2D-ში და ქმნიან ნანოფურცლებს.
„შეგიძლია შეაგროვო ფურცელზე? გამოდის, რომ ხშირ შემთხვევაში, ამას ვერ გააკეთებ სანამ ჩვენს საქმეს არ მოვახდენ“, - თქვა სტრანომ. ასე რომ, ჩვენ ვიპოვეთ ახალი მექანიზმი. ამ ბოლო ნაშრომში მისმა გუნდმა გადალახა დაბრკოლება, რათა შესაძლებელი ყოფილიყო ეს ორგანზომილებიანი აგრეგაცია.
პოლიარამიდების გეგმური სტრუქტურის მიზეზი არის ის, რომ პოლიმერის სინთეზი მოიცავს მექანიზმს, რომელსაც ეწოდება ავტოკატალიტიკური შაბლონი: პოლიმერის გახანგრძლივებასთან ერთად მონომერის სამშენებლო ბლოკებთან ერთად, მზარდი პოლიმერული ქსელი იწვევს შემდგომ მონომერებს მხოლოდ სწორი მიმართულებით გაერთიანდეს, რათა გააძლიეროს გაერთიანება. ორგანზომილებიანი სტრუქტურა. მკვლევარებმა აჩვენეს, რომ მათ შეუძლიათ ადვილად დაფარონ პოლიმერი ხსნარში ვაფლებზე, რათა შექმნან ინჩის სიგანის ლამინატები 4 ნანომეტრზე ნაკლები სისქით. ეს ჩვეულებრივი საოფისე ქაღალდის სისქის თითქმის მემილიონედია.
პოლიმერული მასალის მექანიკური თვისებების გასაზომად, მკვლევარებმა გაზომეს ძალა, რომელიც საჭიროა ხვრელების გასაკეთებლად დაკიდულ მასალაში წვრილი ნემსით. ეს პოლიამიდი მართლაც უფრო ხისტია ვიდრე ტრადიციული პოლიმერები, როგორიცაა ნეილონი, ქსოვილი, რომელიც გამოიყენება პარაშუტების დასამზადებლად. ამ სუპერ ძლიერი პოლიამიდის გასახსნელად ორჯერ მეტი ძალაა საჭირო, ვიდრე იმავე სისქის ფოლადი. სტრანოს თქმით, ნივთიერება შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დამცავი საფარი ლითონის ზედაპირებზე, როგორიცაა მანქანის ვინირები, ან როგორც ფილტრი წყლის გასაწმენდად. ამ უკანასკნელ ფუნქციაში, იდეალური ფილტრის მემბრანა უნდა იყოს თხელი, მაგრამ საკმარისად ძლიერი, რომ გაუძლოს მაღალ წნევას მცირე, უსიამოვნო დამაბინძურებლების ჩვენს საბოლოო მიწოდებაში გაჟონვის გარეშე - იდეალურად შეეფერება ამ პოლიამიდის მასალას.
სამომავლოდ, სტრანო იმედოვნებს, რომ გაავრცელებს პოლიმერიზაციის მეთოდს სხვადასხვა პოლიმერებზე ამ კევლარის ანალოგის მიღმა.” პოლიმერები ჩვენს გარშემოა”, - თქვა მან. ”ისინი ყველაფერს აკეთებენ.” წარმოიდგინეთ, რომ გადააქციოთ მრავალი სხვადასხვა სახის პოლიმერი, თუნდაც ეგზოტიკური, რომელსაც შეუძლია ელექტროენერგიის ან სინათლის გატარება, თხელ ფენებად, რომლებსაც შეუძლიათ სხვადასხვა ზედაპირის დაფარვა, დასძენს ის. ”ამ ახალი მექანიზმის გამო, შესაძლოა, ახლა სხვა სახის პოლიმერები გამოიყენონ. თქვა სტანომ.
პლასტმასით გარშემორტყმულ სამყაროში საზოგადოებას აქვს მიზეზი, აღფრთოვანდეს კიდევ ერთი ახალი პოლიმერით, რომლის მექანიკური თვისებები სხვა არაფერია, თუ არა ჩვეულებრივი, თქვა სტრანომ. ეს არამიდი უკიდურესად გამძლეა, რაც ნიშნავს, რომ ჩვენ შეგვიძლია შევცვალოთ ყოველდღიური პლასტმასი, საღებავებიდან ჩანთებიდან და საკვების შეფუთვამდე. ნაკლები და ძლიერი მასალებით.სტრანომ დაამატა, რომ მდგრადობის თვალსაზრისით, ეს სუპერ ძლიერი 2D პოლიმერი არის ნაბიჯი სწორი მიმართულებით სამყაროს პლასტმასისგან გასათავისუფლებლად.
ში ენ კიმი (როგორც მას ჩვეულებრივ უწოდებენ კიმს) არის მალაიზიაში დაბადებული დამოუკიდებელი მეცნიერი მწერალი და 2022 წლის პოპულარული მეცნიერების გაზაფხულის სარედაქციო სტაჟიორი. მან ვრცლად წერდა თემებზე, დაწყებული ქოქოსის უცნაურ გამოყენებამდე - ადამიანები ან თავად ობობები - ნაგვის შემგროვებლები. გარე სივრცეში.
Boeing-ის Starliner კოსმოსურ ხომალდს ჯერ არ მიუღწევია საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურამდე, მაგრამ ექსპერტები ოპტიმისტურად არიან განწყობილნი მესამე სატესტო ფრენის მიმართ.
ჩვენ ვართ Amazon Services LLC Associates პროგრამის მონაწილე, შვილობილი სარეკლამო პროგრამა, რომელიც შექმნილია იმისთვის, რომ მოგაწოდოთ გადასახადები Amazon.com-თან და შვილობილი საიტების დაკავშირებით. ამ საიტის რეგისტრაცია ან გამოყენება ნიშნავს ჩვენი მომსახურების პირობების მიღებას.
გამოქვეყნების დრო: მაისი-19-2022