Жаңы материал - бул меламинден жасалган эки өлчөмдүү полимер, ал бир өлчөмдүү, спагетти сымал чынжырларды түзгөн башка полимерлерден айырмаланып, барактарга өзүнчө чогулат. Буга чейин окумуштуулар полимерлерди 2D барактарды түзүүгө мажбурлоо мүмкүн эмес деп эсептешкен.
Мындай материалды унаа тетиктери же уюлдук телефондор үчүн жеңил, бышык каптоо же көпүрөлөр же башка курулуштар үчүн курулуш материалы катары колдонсо болот, дейт Майкл Страно, MITдин химиялык инженерия боюнча профессору жана жаңы изилдөөнүн улук автору.
"Биз көбүнчө пластикти имаратты колдоо үчүн колдоно турган нерсе деп ойлобойбуз, бирок бул материал менен сиз жаңы нерселерди иштете аласыз" дейт ал. "Анын адаттан тыш касиеттери бар жана биз буга абдан кубанып жатабыз."
Изилдөөчүлөр материалды алуу үчүн колдонгон процесс боюнча эки патентке арыз беришкен, алар бул тууралуу бүгүн Nature журналында жарыяланган макалада баяндашат . MITтин постдоктору Ювень Зенг изилдөөнүн башкы автору.
Эки өлчөмдүү
Бардык пластмассаларды камтыган полимерлер мономерлер деп аталган курулуш блокторунун чынжырларынан турат. Бул чынжырлар учуларына жаңы молекулаларды кошуу менен чоңоюшат. Полимерлерди пайда болгондон кийин, инъекциялык форманы колдонуу менен үч өлчөмдүү объекттерге, мисалы, суу бөтөлкөлөрүнө айлантууга болот.
Полимердик илимпоздор эгер полимерлерди эки өлчөмдүү баракка өстүрсө, алар өтө күчтүү, жеңил материалдарды түзүшү керек деп көптөн бери болжолдоп келишкен. Бирок, бул тармакта көп ондогон жылдар бою иш мындай барактарды түзүү мүмкүн эмес деген тыянакка алып келди. Мунун бир себеби, эгер бир эле мономер өсүп жаткан барактын тегиздигинен өйдө же ылдый айланса, материал үч өлчөмгө кеңейе баштайт жана барак сымал структура жоголот.
Бирок, жаңы изилдөөдө Страно жана анын кесиптештери полиарамид деп аталган эки өлчөмдүү баракты түзүүгө мүмкүндүк берген жаңы полимерлөө процессин ойлоп табышты. Мономердин курулуш блоктору үчүн алар көмүртек жана азот атомдорунун шакекчесин камтыган меламин деп аталган кошулманы колдонушат. Туура шарттарда, бул мономерлер дисктерди түзүү, эки өлчөмдүү өсө алат. Бул дисктер катмарлар арасындагы суутек байланыштары аркылуу бири-биринин үстүнө тизилип, түзүлүштү абдан туруктуу жана күчтүү кылат.
"Спагетти сымал молекуланы жасоонун ордуна, биз барак сымал молекулярдык тегиздикти жасай алабыз, анда биз молекулаларды эки өлчөмдүү бириктире алабыз" дейт Страно. "Бул механизм эритмеде өзүнөн-өзү пайда болот жана биз материалды синтездегенден кийин, биз укмуштуудай күчтүү жука пленкаларды оңой эле айланта алабыз."
Материал эритмеде өзүнөн өзү чогултулгандыктан, аны жөн гана баштапкы материалдардын санын көбөйтүү менен көп өлчөмдө жасоого болот. Окумуштуулар беттерди 2DPA-1 деп атаган материалдын пленкасы менен каптай аларын көрсөтүштү.
"Мындай прогресс менен бизде тегиздик молекулалар бар, аларды абдан күчтүү, бирок өтө жука материалга айландыруу оңой болот" дейт Страно.
Жеңил, бирок күчтүү
Окумуштуулар жаңы материалдын ийкемдүү модулу — материалды деформациялоо үчүн канча күч талап кылынарын өлчөөчү — ок өтпөгөн айнектен төрт-алты эсе көп экенин аныкташкан. Алар ошондой эле материалдын тыгыздыгы болоттун алтыдан бир бөлүгүнө жакын болсо да, анын ийкемдүүлүгү же материалды сындыруу үчүн канча күч керектелет, болоттон эки эсе көп экенин аныкташкан.
2DPA-1дин дагы бир негизги өзгөчөлүгү газдарды өткөрбөйт. Башка полимерлер газдардын өтүшүнө мүмкүндүк берүүчү боштуктары бар ийилген чынжырлардан жасалса, жаңы материал LEGO сыяктуу биригип турган мономерлерден жасалган жана молекулалар алардын арасына кире албайт.
"Бул бизге суунун же газдын өтүшүнө толугу менен тоскоол боло турган ультра жука катмарларды түзүүгө мүмкүндүк берет" дейт Страно. "Мындай тосмо жабууну унаалардагы жана башка унаалардагы металлды же темир конструкцияларды коргоо үчүн колдонсо болот."
Страно жана анын окуучулары азыр бул конкреттүү полимер 2D барактарын кантип түзө аларын кеңири изилдеп жатышат жана алар жаңы материалдардын башка түрлөрүн түзүү үчүн анын молекулярдык түзүлүшүн өзгөртүү менен эксперимент жүргүзүп жатышат.
Изилдөө АКШнын Энергетика министрлигинин Илим департаменти жана Армия изилдөө лабораториясы тарабынан каржыланган Энергетикалык чек ара изилдөө борбору тарабынан каржыланган.
Жаңы жеңил материалдан алынган булак болоттон бекем: Жаңы зат мүмкүн эмес деп эсептелген эрдиктин натыйжасы: Материалды эки өлчөмдүү полимерлөө — ScienceDaily
Жаңылыктар Байланыш:
Электрондук почта: [электрондук почта корголгон]
Тел: + 86-28-8411-1861