Ученые создали пластиковый эквивалент стали-сильные, но не тяжелые. Пластики, которые химики иногда называют полимерами, представляют собой класс длинноцепочечных молекул, состоящих из коротких повторяющихся единиц, называемых мономерами. Подобно предыдущим полимерам той же силы, только новый материал. Поставляется в мембранной форме. Он также в 50 раз более воздухонепроницайтесь, чем самый непроницаемый пластик на рынке. Еще одним заметным аспектом этого полимера является его простота синтеза. Процесс, который принимает Поместите при комнатной температуре, требуются только дешевые материалы, и полимер может быть массово продуцирован в больших листах, которые имеют только нанометры. Исследователи сообщают о своих выводах 2 февраля в журнале Nature.
Рассматриваемый материал называется полиамидом, резьбой сетью амидных молекулярных единиц (амиды представляют собой азотные химические группы, прикрепленные к атомам углерода с кислородом). Такие полимеры включают кевлар, волокно, используемое для изготовления пуленепробиваемых жилетов, и номекс, огненной устойчивая ткань. Как кевлар, молекулы полиамида в новом материале связаны друг с другом водородными связями по всей длине их Цепи, которые усиливают общую прочность материала.
«Они держатся вместе, как липучка», - сказал ведущий автор Майкл Страно, инженер -химик MIT. Материалы, которые требуют не только разрыва отдельных молекулярных цепей, но и преодоления гигантских межмолекулярных водородных связей, которые пронизывают весь пакет полимера.
Кроме того, новые полимеры могут автоматически образовывать хлопья. Это делает материал простым в обработке, так как его можно превратить в тонкие пленки или использовать в качестве поверхностного покрытия. Ссылка в трех измерениях, независимо от ориентации. Но полимеры Страно уникально растут в 2D, чтобы сформировать нанолисты.
«Можете ли вы собрать на листе бумаги? Оказывается, в большинстве случаев вы не можете сделать это до нашей работы, - сказал Страно. - Итак, мы нашли новый механизм ». В этой недавней работе его команда преодолела препятствие, чтобы сделать это двумерную агрегацию возможной.
Причина, по которой полиарамиды имеют плоскую структуру, заключается в том, что синтез полимера включает механизм, называемый автокаталитическим шаблоном: поскольку полимер удлиняется и придерживается мономерных строительных блоков, растущая полимерная сеть вызывает последующие мономеры только в правильном направлении, чтобы укрепить объединение Две. Размерная структура. Исследователи продемонстрировали, что они могут легко покрыть полимер в растворе на пластики, чтобы создать дюйм Ламинаты толщиной менее 4 нанометров.
Чтобы количественно оценить механические свойства полимерного материала, исследователи измерили силу, необходимую для протаскивания отверстий в подвешенном листе материала с тонкой иглой. Этот полиамид действительно более жесткий, чем традиционные полимеры, такие как нейлон, ткань, используемая для изготовления парашет. Требуется вдвое больше силы, чтобы открутить этот сверхпрочный полиамид, чем сталь одинаковой толщины. При нанесении на Strano вещество можно использовать в качестве Защитное покрытие на металлических поверхностях, таких как автомобильные виниры, или в качестве фильтра для очистки воды. В последней функции идеальная мембрана фильтра должна быть тонкой, но достаточно сильной, чтобы выдерживать высокие давления, не протекая небольшие, неприемлемые загрязнения в нашу конечную поставку - Идеально подходит для этого полиамидного материала.
В будущем Страно надеется расширить метод полимеризации на разные полимеры за пределами этого аналога кевлара ». Полимеры вокруг нас вокруг нас», - сказал он. - Они все делают ». Представьте себе, что превращаете много разных видов полимеров, даже экзотические, которые могут проводить электричество или свет, в тонкие пленки, которые могут охватывать различные поверхности, добавляет он ». Из -за этого нового механизма, возможно, теперь можно использовать другие виды полимеров», - это можно использовать », -», - это можно использовать ». Стано сказал.
По словам Страно, в мире, в окружении пластмасс, общество имеет основания быть в восторге от другого нового полимера, которые являются совсем не обычными. С меньшим количеством и более сильными материалами. Страно добавил, что с точки зрения устойчивости этот сверхпрочный 2D-полимер является шагом в правильном направлении, чтобы освободить мир от пластика.
Ши ен Ким (как ее обычно называют Ким)-это писатель-писатель-фрилансерский наука, родившийся в Малайзии, и популярная научная наука весна 2022 года. в космосе.
Космический корабль Boeing Starliner еще не достиг международной космической станции, но эксперты оптимистичны в отношении третьего испытательного полета.
Мы являемся участником программы Amazon Services LLC Associates, партнерской программы рекламы, предназначенной для того, чтобы мы предоставили нам возможность получить сборы путем связи с Amazon.com и аффилированными сайтами. Регистрация или использование этого сайта представляет собой принятие наших условий обслуживания.
Время публикации: май-19-2022