Sciencistoj kreis plaston ekvivalentan al ŝtalo — fortan sed ne pezan.Plastoj, kiujn kemiistoj foje nomas polimeroj, estas klaso de longĉenaj molekuloj formitaj de mallongaj ripetaj unuoj nomataj monomeroj.Malsame al antaŭaj polimeroj de la sama forto, la nova materialo nur venas en formo de membrano.Ĝi estas ankaŭ 50 fojojn pli hermetika ol la plej trapenetrebla plasto sur la merkato.Alia rimarkinda aspekto de ĉi tiu polimero estas ĝia simpleco de sintezo.La procezo, kiu okazas ĉe ĉambra temperaturo, postulas nur malmultekostajn materialojn, kaj la polimero povas esti amase produktita en grandaj folioj kiuj estas nur nanometrojn dikaj.La esploristoj raportas siajn rezultojn la 2-an de februaro en la revuo Nature.
La koncerna materialo nomiĝas poliamido, fadenigita reto de amidaj molekulaj unuoj (amidoj estas nitrogenaj kemiaj grupoj ligitaj al oksigen-ligitaj karbonaj atomoj).Tiaj polimeroj inkluzivas Kevlaron, fibron uzatan por fari kuglorezistajn veŝtojn, kaj Nomex, fajro-rezistan veston. imuna ŝtofo.Kiel Kevlaro, la poliamidaj molekuloj en la nova materialo estas ligitaj unu al la alia per hidrogenaj ligoj laŭ la tuta longo de siaj ĉenoj, kio plifortigas la totalan forton de la materialo.
"Ili kuniĝas kiel Velcro," diris ĉefaŭtoro Michael Strano, kemia inĝeniero de MIT. Ŝiri materialojn postulas ne nur rompi individuajn molekulajn ĉenojn, sed ankaŭ venki la gigantajn intermolekulajn hidrogenajn ligojn, kiuj trapenetras la tutan polimeran pakaĵon.
Krome, la novaj polimeroj povas aŭtomate formi flokojn. Ĉi tio faciligas prilabori la materialon, ĉar ĝi povas esti transformita en maldikaj filmoj aŭ uzata kiel maldikfilma surfaca tegaĵo.Tradiciaj polimeroj emas kreski kiel liniaj ĉenoj, aŭ plurfoje branĉiĝi kaj ligo en tri dimensioj, sendepende de orientiĝo.Sed la polimeroj de Strano kreskas en unika maniero en 2D por formi nanofoliojn.
“Ĉu vi povas aldoni sur papero?Rezultas, en la plej multaj kazoj, vi ne povas fari ĝin ĝis nia laboro," Strano diris. "Do, ni trovis novan mekanismon."En ĉi tiu lastatempa laboro, lia teamo venkis baron por ebligi ĉi tiun dudimensian agregadon.
La kialo, ke poliaramidoj havas planan strukturon, estas ke polimersintezo implikas mekanismon nomitan aŭtokataliza ŝablono: ĉar la polimero plilongiĝas kaj algluiĝas al la monomeraj konstrubriketoj, la kreskanta polimerreto instigas postajn monomerojn nur Kombini en la ĝusta direkto por plifortigi la union de la. dudimensia strukturo.La esploristoj pruvis, ke ili povas facile kovri la polimeron en solvaĵo sur oblatojn por krei colojn larĝajn lamenojn malpli ol 4 nanometrojn dikaj.Tio estas preskaŭ unu milionono la dikeco de regula oficeja papero.
Por kvantigi la mekanikajn ecojn de la polimera materialo, la esploristoj mezuris la forton necesan por trui truojn en suspendita folio de materialo per fajna kudrilo.Ĉi tiu poliamido estas ja pli rigida ol tradiciaj polimeroj kiel nilono, la ŝtofo uzata por fari paraŝutojn.Rimarkinde, necesas duoble pli da forto por malŝraŭbi ĉi tiun superfortan poliamidon ol ŝtalo de la sama dikeco.Laŭ Strano, la substanco povas esti uzata kiel protekta tegaĵo sur metalaj surfacoj, kiel aŭtoj laktadoj, aŭ kiel filtrilo por purigi akvon. En ĉi-lasta funkcio, la ideala filtrila membrano devas esti maldika sed sufiĉe forta por elteni altajn premojn sen liki malgrandajn, ĝenajn poluaĵojn en nian finan provizon - perfekta taŭga por ĉi tiu poliamida materialo.
En la estonteco, Strano esperas etendi la polimerigan metodon al malsamaj polimeroj preter ĉi tiu Kevlara analogaĵo." Polimeroj estas ĉie ĉirkaŭ ni, "li diris, "Ili faras ĉion."Imagu turni multajn malsamajn specojn de polimeroj, eĉ ekzotikajn, kiuj povas konduki elektron aŭ lumon, en maldikaj filmoj kiuj povas kovri diversajn surfacojn, li aldonas. "Pro ĉi tiu nova mekanismo, eble aliaj specoj de polimeroj nun povas esti uzataj," Stano diris.
En mondo ĉirkaŭita de plastoj, la socio havas kialon esti ekscitita pri alia nova polimero, kies mekanikaj propraĵoj estas tute krom ordinaraj, diris Strano. Ĉi tiu aramido estas ege daŭra, kio signifas, ke ni povas anstataŭigi ĉiutagajn plastojn, de farboj ĝis sakoj ĝis manĝpakaĵoj, kun malpli kaj pli fortaj materialoj.Strano aldonis, ke el daŭrigebleco, ĉi tiu superforta 2D polimero estas paŝo en la ĝusta direkto por liberigi la mondon de plasto.
Shi En Kim (kiel ŝi estas kutime nomita Kim) estas malajzi-naskita sendependa sciencverkisto kaj populara scienca printempo 2022 redakcia staĝistino. Ŝi skribis grandskale pri temoj intervalantaj de la strangaj uzoj de araneaĵoj - homoj aŭ la araneoj mem - ĝis rubkolektistoj. en la kosma spaco.
La kosmoŝipo Starliner de Boeing ankoraŭ ne atingis la Internacian Kosmostacion, sed spertuloj estas optimismaj pri tria prova flugo.
Ni estas partoprenanto en la Programo de Asocioj de Amazon Services LLC, filia reklamprogramo desegnita por provizi manieron por ke ni enspezi kotizojn per ligo al Amazon.com kaj aligitaj retejoj. Registri aŭ uzi ĉi tiun retejon konsistigas akcepton de niaj Servokondiĉoj.
Afiŝtempo: majo-19-2022