Научници су створили пластику еквивалентну челику — јаку, али не тешку. Пластика, коју хемичари понекад називају полимерима, је класа молекула дугог ланца састављених од кратких понављајућих јединица које се називају мономери. За разлику од претходних полимера исте чврстоће, само нови материјал долази у облику мембране. Такође је 50 пута непропуснији од најнепропусније пластике на тржишту. Још један значајан аспект овог полимера је његова једноставност синтезе. Процес, који се одвија на собној температури, захтева само јефтине материјале, а полимер се може масовно производити у великим плочама дебљине само нанометара. Истраживачи су објавили своје налазе 2. фебруара у часопису Натуре.
Материјал који је у питању назива се полиамид, мрежа са навојем амидних молекуларних јединица (амиди су азотне хемијске групе везане за атоме угљеника везаних за кисеоник). Такви полимери укључују кевлар, влакно које се користи за израду панцира, и Номек, ватростални отпорна тканина. Као и кевлар, молекули полиамида у новом материјалу су повезани једни са другима водоничним везама дуж целе дужине њихових ланаца, што повећава укупну чврстоћу материјала.
„Они се држе заједно као чичак,“ рекао је главни аутор Мајкл Страно, хемијски инжењер са МИТ-а. Цепање материјала захтева не само разбијање појединачних молекуларних ланаца, већ и превазилажење огромних међумолекуларних водоничних веза које прожимају цео полимерни сноп.
Поред тога, нови полимери могу аутоматски да формирају љуспице. Ово чини материјал лаким за обраду, јер се од њега могу направити танки филмови или користити као површински премаз танког филма. везу у три димензије, без обзира на оријентацију. Али Странови полимери расту на јединствен начин у 2Д и формирају нанолистове.
„Можете ли да агрегирате на парчету папира? Испоставило се да у већини случајева то не можете да урадите све док не радимо", рекао је Страно. "Дакле, пронашли смо нови механизам." У овом недавном раду, његов тим је превазишао препреку да омогући ову дводимензионалну агрегацију.
Разлог зашто полиарамиди имају планарну структуру је тај што синтеза полимера укључује механизам који се назива аутокаталитичко шаблонирање: како се полимер продужава и лепи за грађевне блокове мономера, растућа полимерна мрежа индукује следеће мономере да се комбинују само у правом смеру како би ојачали сједињење дводимензионалну структуру. Истраживачи су показали да могу лако да обложе полимер у раствору на плочице како би створили ламинате ширине инча дебљине мање од 4 нанометра. То је скоро милионити део дебљине обичног канцеларијског папира.
Да би квантификовали механичка својства полимерног материјала, истраживачи су измерили силу потребну да се фином иглом пробију рупе у окаченом листу материјала. Овај полиамид је заиста чвршћи од традиционалних полимера као што је најлон, тканина која се користи за прављење падобрана. потребна је двоструко већа сила да се одврне овај супер-јаки полиамид од челика исте дебљине. Према Страноу, супстанца се може користити као заштитни премаз на металним површинама, као што су фурнири аутомобила, или као филтер за пречишћавање воде. У последњој функцији, идеална мембрана филтера треба да буде танка, али довољно чврста да издржи високе притиске без цурења малих, непријатних загађивача у наше финално снабдевање – савршено одговара овом полиамидном материјалу.
У будућности, Страно се нада да ће проширити метод полимеризације на различите полимере изван овог аналога од кевлара."Полимери су свуда око нас", рекао је он. "Они раде све." Замислите да претворите многе различите врсте полимера, чак и оне егзотичне који могу да проводе струју или светлост, у танке филмове који могу да покрију различите површине, додаје он. "Због овог новог механизма, можда се сада могу користити и друге врсте полимера", рекао је Стано.
У свету окруженом пластиком, друштво има разлога да буде узбуђено због још једног новог полимера чија су механичка својства све само не обична, рекао је Страно. Овај арамид је изузетно издржљив, што значи да можемо да заменимо свакодневну пластику, од боја до кеса до амбалаже за храну, са мање и јачих материјала. Страно је додао да је са становишта одрживости овај супер јак 2Д полимер корак у правом смеру за ослобађање света од пластике.
Ши Ен Ким (како је обично зову Ким) је слободна научна списатељица рођена у Малезији и уредничка приправница Популар Сциенце Спринг 2022. Она је опширно писала о темама у распону од необичне употребе паучине – људи или самих паука – до сакупљача смећа у свемиру.
Боингова свемирска летелица Старлајнер тек треба да стигне до Међународне свемирске станице, али стручњаци су оптимистични у погледу трећег пробног лета.
Учесници смо програма Амазон Сервицес ЛЛЦ Ассоциатес, програма придруженог оглашавања који је осмишљен да нам обезбеди начин да зарадимо накнаде повезујући се са Амазон.цом и повезаним сајтовима. Регистрација или коришћење овог сајта представља прихватање наших Услова коришћења услуге.
Време поста: 19.05.2022