Zinātnieki ir izveidojuši plastmasas ekvivalentu tēraudam-spēcīgi, bet ne smagi. Plastika, ko ķīmiķi dažreiz sauc par polimēriem, ir garu ķēžu molekulu klase, kas sastāv no īsām atkārtotām vienībām, ko sauc par monomēriem. kas notiek istabas temperatūrā, nepieciešami tikai lēti materiāli, un polimēru var masveidā ražot lielās loksnēs, kuras ir tikai nanometru biezas. Pētnieki ziņo par saviem atklājumiem 2. februārī žurnālā Nature.
The material in question is called a polyamide, a threaded network of amide molecular units (amides are nitrogen chemical groups attached to oxygen-bonded carbon atoms).Such polymers include Kevlar, a fiber used to make bulletproof vests, and Nomex, a fire-resistant fabric.Like Kevlar, the polyamide molecules in the new material are linked to each other by hydrogen bonds along the entire length of Viņu ķēdes, kas palielina materiāla kopējo izturību.
"Viņi pielīp kopā kā Velcro," sacīja vadošais autors Maikls Strano, MIT ķīmisko vielu inženieris. Materiāliem ir nepieciešams ne tikai salauzt atsevišķas molekulārās ķēdes, bet arī pārvarēt milzu starpmolekulāro ūdeņraža saites, kas caurvij visu polimēra saišķi.
Turklāt jaunie polimēri var automātiski veidot pārslas. Tas padara materiālu viegli apstrādājamu, jo to var izgatavot plānās plēvēs vai izmantot kā plānas filmas virsmas pārklājumu. Tradicionālie polimēri mēdz augt kā lineāras ķēdes vai atkārtoti zarot un savienot trīs dimensijās, neatkarīgi no orientācijas. Strano polimēri aug unikālā veidā 2D formas nanoseetos.
"Vai jūs varat apkopot uz papīra? Izrādās, vairumā gadījumu jūs to nevarat izdarīt līdz mūsu darbam," sacīja Strano. "Tātad, mēs atradām jaunu mehānismu." Šajā nesenajā darbā viņa komanda pārvarēja šķērsli, lai padarītu šo divdimensiju apkopošanu iespējamu.
Iemesls, kāpēc poliaramīdiem ir plakana struktūra, ir tas, ka polimēru sintēze ietver mehānismu, ko sauc par autokatalītisku veidņu veidošanu: tā kā polimērs pagarinās un pielīp pie monomēru celtniecības blokiem, augošais polimēru tīkls inducē sekojošu monomēru, lai tikai ķemmētu, ka tie var būt vienīgi ar polimēru savienību ar diviem. Laminātas mazāk nekā 4 nanometru biezas. Tas ir gandrīz viens miljons, kas ir parastā biroja papīra biezums.
Lai kvantitatīvi noteiktu polimēra materiāla mehāniskās īpašības, pētnieki izmērīja spēku, kas nepieciešams, lai caurumiem iesietu suspendētā materiāla loksnē ar smalku adatu. Šis poliamīds patiešām ir stingrāks nekā tradicionālie polimēri, piemēram, neilons, audums, ko izmanto, lai padarītu parhutus. Aizsardzības pārklājums uz metāla virsmām, piemēram, automašīnas finieriem vai kā filtru, lai attīrītu ūdeni. Pēdējā funkcijā ideālajai filtra membrānai jābūt plānai, bet pietiekami spēcīgai, lai izturētu augstu spiedienu, neizliežot mazu, traucējošu piesārņotāju mūsu galīgajā piegādi - lieliski piemēroti šim poliamīda materiālam.
Nākotnē Strano cer paplašināt polimerizācijas metodi dažādiem polimēriem, kas pārsniedz šo Kevlara analogo. ”Polimēri ir visapkārt mums,” viņš teica. ”Viņi dara visu.” Iedomājieties, kā pārvērst daudz dažādu polimēru, pat eksotisku, kas var vadīt elektrību vai gaismu, plānās plēvēs, kas var aptvert dažādas virsmas, viņš piebilst. ”Šī jaunā mehānisma dēļ tagad var izmantot cita veida polimērus,” sacīja Stano.
Plastmasas ieskautā pasaulē sabiedrībai ir iemesls satraukties par citu jaunu polimēru, kura mehāniskās īpašības ir nekas cits kā parasts, Strano sacīja
Shi en Kim (kā viņu parasti sauc par Kimu) ir Malaizijā dzimusi ārštata zinātnes rakstniece un populārzinātņu 2022. gada pavasara redakcionālā stažieris. Viņa ir plaši rakstījusi par tēmām, sākot no quiry bobwebs lietojumiem-chumans vai pašiem zirnekļiem-, lai apgūtu kolekcionārus kosmosā.
Boeing Starliner kosmosa kuģim vēl nav jāsasniedz starptautiskā kosmosa stacija, taču eksperti ir optimistiski noskaņoti par trešo testa lidojumu.
Mēs esam dalībnieki Amazon Services LLC Associates programmā - filiāles reklāmas programmā, kas paredzēta, lai nodrošinātu mums iespēju nopelnīt nodevas, sasaistot ar Amazon.com un saistītās vietnes. Šīs vietnes reģistrēšana vai izmantošana ir mūsu pakalpojumu sniegšanas noteikumu pieņemšana.
Pasta laiks: maijs-19-2022