Bilim adamları çeliğe eşdeğer plastik ürettiler - güçlü ama ağır değil. Kimyagerlerin bazen polimer adını verdiği plastikler, monomer adı verilen kısa tekrarlanan birimlerden oluşan uzun zincirli moleküllerin bir sınıfıdır. Aynı güçteki önceki polimerlerin aksine, yeni malzeme yalnızca Membran formunda gelir. Ayrıca piyasadaki en geçirimsiz plastikten 50 kat daha fazla hava geçirmezdir. Bu polimerin dikkat çeken bir diğer özelliği de sentezinin basit olmasıdır. Oda sıcaklığında gerçekleşen işlem, yalnızca ucuz malzemeler gerektirir ve Polimer, yalnızca nanometre kalınlığındaki büyük tabakalar halinde seri olarak üretilebilir. Araştırmacılar bulgularını 2 Şubat'ta Nature dergisinde bildirdiler.
Söz konusu malzemeye, amid moleküler birimlerinden oluşan dişli bir ağ olan poliamid adı verilir (amidler, oksijene bağlı karbon atomlarına bağlı nitrojen kimyasal gruplarıdır). Bu tür polimerler arasında, kurşun geçirmez yelek yapımında kullanılan bir elyaf olan Kevlar ve ateşe dayanıklı bir malzeme olan Nomex yer alır. dayanıklı kumaş. Kevlar gibi, yeni malzemedeki poliamid molekülleri de zincirlerinin tüm uzunluğu boyunca hidrojen bağlarıyla birbirine bağlanıyor ve bu da malzemenin genel gücünü artırıyor.
MIT kimya mühendisi başyazarı Michael Strano, "Birbirlerine Velcro gibi yapışıyorlar" dedi. Malzemelerin yırtılması, yalnızca bireysel moleküler zincirlerin kırılmasını değil, aynı zamanda tüm polimer demetine nüfuz eden moleküller arası dev hidrojen bağlarının üstesinden gelmeyi de gerektirir.
Ek olarak, yeni polimerler otomatik olarak pullar oluşturabilir. Bu, ince filmler haline getirilebildiği veya ince film yüzey kaplaması olarak kullanılabildiği için malzemenin işlenmesini kolaylaştırır. Geleneksel polimerler doğrusal zincirler halinde büyüme eğilimindedir veya tekrar tekrar dallanıp budaklanır. yönelimden bağımsız olarak üç boyutta bağlantı kurar. Ancak Strano'nun polimerleri, nano tabakalar oluşturacak şekilde 2 boyutlu olarak benzersiz bir şekilde büyür.
“Bir kağıt parçası üzerinde toplayabilir misin? Görünüşe göre çoğu durumda biz çalışmadan bunu yapamazsınız," dedi Strano. "Böylece yeni bir mekanizma bulduk." Bu son çalışmada ekibi, bu iki boyutlu toplamayı mümkün kılan bir engeli aştı.
Poliaramidlerin düzlemsel bir yapıya sahip olmasının nedeni, polimer sentezinin otokatalitik şablonlama adı verilen bir mekanizmayı içermesidir: Polimer uzadıkça ve monomer yapı bloklarına yapıştıkça, büyüyen polimer ağı sonraki monomerlerin yalnızca doğru yönde birleşmesini sağlayarak monomerin birleşmesini güçlendirir. iki boyutlu yapı. Araştırmacılar, 4 nanometreden daha az kalınlığa sahip inç genişliğinde laminatlar oluşturmak için çözeltideki polimeri levhaların üzerine kolayca kaplayabileceklerini gösterdi. Bu, normal ofis kağıdının neredeyse milyonda biri kalınlığına denk geliyor.
Polimer malzemenin mekanik özelliklerini ölçmek için araştırmacılar, asılı bir malzeme tabakasında ince bir iğne ile delik açmak için gereken kuvveti ölçtüler. Bu poliamid gerçekten de paraşüt yapmak için kullanılan kumaş olan naylon gibi geleneksel polimerlerden daha serttir. Bu süper güçlü poliamidi sökmek aynı kalınlıktaki çeliğe göre iki kat daha fazla kuvvet gerektiriyor. Strano'ya göre madde, araba kaplamaları gibi metal yüzeylerde koruyucu bir kaplama veya suyu arıtmak için bir filtre olarak kullanılabiliyor. İkinci işlevde, ideal filtre membranının ince olması gerekir ancak küçük, rahatsız edici kirletici maddeleri son kaynağımıza sızdırmadan yüksek basınçlara dayanabilecek kadar güçlü olması gerekir; bu poliamid malzeme için mükemmel bir uyumdur.
Gelecekte Strano, polimerizasyon yöntemini bu Kevlar analogunun ötesinde farklı polimerlere genişletmeyi umuyor. "Polimerler her yerdedir" dedi. "Onlar her şeyi yaparlar." Pek çok farklı türde polimeri, hatta elektriği veya ışığı iletebilen egzotik olanları bile, çeşitli yüzeyleri kaplayabilen ince filmlere dönüştürdüğünüzü hayal edin, diye ekliyor. "Bu yeni mekanizma nedeniyle belki başka tür polimerler de artık kullanılabilir." dedi Stano.
Strano, plastiklerle çevrelenmiş bir dünyada, toplumun mekanik özellikleri sıradan olmayan başka bir yeni polimer konusunda heyecanlanmak için nedenleri olduğunu söyledi. Bu aramid son derece dayanıklıdır, bu da boyalardan torbalara ve gıda ambalajlarına kadar günlük plastiklerin yerini alabileceğimiz anlamına gelir. Strano, sürdürülebilirlik açısından bakıldığında bu süper güçlü 2D polimerin dünyayı plastikten kurtarmak için doğru yönde atılmış bir adım olduğunu ekledi.
Shi En Kim (genelde Kim olarak anılır), Malezya doğumlu serbest bilim yazarı ve Popular Science Spring 2022 editör stajyeridir. Örümcek ağlarının (insanlar veya örümceklerin kendisi) ilginç kullanımlarından çöp toplayıcılarına kadar çeşitli konularda kapsamlı yazılar yazdı. uzayda.
Boeing'in Starliner uzay aracı henüz Uluslararası Uzay İstasyonu'na ulaşmadı ancak uzmanlar üçüncü bir test uçuşu konusunda iyimser.
Amazon.com'a ve bağlı sitelere bağlanarak ücret kazanmamızı sağlayacak bir yol sağlamak üzere tasarlanmış bir bağlı kuruluş reklam programı olan Amazon Services LLC Associates Programının bir katılımcısıyız. Bu siteye kaydolmak veya bu siteyi kullanmak, Hizmet Koşullarımızın kabul edildiği anlamına gelir.
Gönderim zamanı: Mayıs-19-2022