Գիտնականները ստեղծել են պողպատին համարժեք պլաստիկ՝ ամուր, բայց ոչ ծանր: Պլաստիկները, որոնք քիմիկոսները երբեմն անվանում են պոլիմերներ, երկար շղթայով մոլեկուլների դաս են, որոնք կազմված են մոնոմեր կոչվող կարճ կրկնվող միավորներից: Ի տարբերություն նույն ուժի նախկին պոլիմերների, նոր նյութը միայն Այն գալիս է թաղանթային տեսքով: Այն նաև 50 անգամ ավելի հերմետիկ է, քան շուկայում առկա ամենաանթափանց պլաստիկը: Այս պոլիմերի մեկ այլ ուշագրավ կողմը նրա սինթեզի պարզությունն է: Գործընթացը, որը տեղի է ունենում սենյակային ջերմաստիճանում, պահանջում է միայն էժան նյութեր, և պոլիմերը կարող է զանգվածաբար արտադրվել մեծ թիթեղներով, որոնց հաստությունը միայն նանոմետր է: Հետազոտողները իրենց բացահայտումների մասին հայտնում են փետրվարի 2-ին Nature ամսագրում:
Քննարկվող նյութը կոչվում է պոլիամիդ՝ ամիդային մոլեկուլային միավորների պարուրակային ցանց (ամիդները ազոտի քիմիական խմբեր են, որոնք կցված են թթվածնով կապված ածխածնի ատոմներին): Նման պոլիմերներից են՝ Kevlar-ը, որն օգտագործվում է զրահաբաճկոններ պատրաստելու համար օգտագործվող մանրաթել, և Nomex-ը՝ հրակայուն: Դիմացկուն գործվածք: Ինչպես Kevlar-ը, նոր նյութի պոլիամիդի մոլեկուլները միմյանց հետ կապված են ջրածնային կապերով իրենց շղթաների ողջ երկարությամբ, ինչը մեծացնում է նյութի ընդհանուր ուժը:
«Նրանք կպչում են Velcro-ի պես», - ասում է առաջատար հեղինակ Մայքլ Ստրանոն՝ MIT-ի քիմիական ինժեներ: Նյութերը պատռելու համար պահանջվում է ոչ միայն կոտրել առանձին մոլեկուլային շղթաները, այլև հաղթահարել հսկա միջմոլեկուլային ջրածնային կապերը, որոնք ներթափանցում են պոլիմերների ամբողջ փաթեթը:
Բացի այդ, նոր պոլիմերները կարող են ինքնաբերաբար ձևավորել փաթիլներ: Դա հեշտացնում է նյութը մշակելը, քանի որ այն կարող է վերածվել բարակ թաղանթների կամ օգտագործվել որպես բարակ թաղանթով մակերեսային ծածկույթ: Ավանդական պոլիմերները հակված են աճել որպես գծային շղթաներ կամ բազմիցս ճյուղավորվել և եռաչափ կապ՝ անկախ կողմնորոշումից: Բայց Ստրանոյի պոլիմերները եզակի ձևով աճում են 2D-ում՝ ձևավորելով նանոթերթներ:
«Կարո՞ղ ես հավաքել թղթի վրա: Ստացվում է, որ շատ դեպքերում չես կարող դա անել մինչև մեր աշխատանքը»,- ասաց Ստրանոն: Այսպիսով, մենք գտանք նոր մեխանիզմ»: Այս վերջին աշխատանքում նրա թիմը հաղթահարեց մի խոչընդոտ՝ այս երկչափ համախմբումը հնարավոր դարձնելու համար:
Պոլիարամիդների հարթ կառուցվածքի պատճառն այն է, որ պոլիմերների սինթեզը ներառում է մի մեխանիզմ, որը կոչվում է ավտոկատալիտիկ ձևավորում. քանի որ պոլիմերը երկարացնում և կպչում է մոնոմերի շինարարական բլոկներին, աճող պոլիմերային ցանցը դրդում է հաջորդ մոնոմերներին միայն ճիշտ ուղղությամբ միավորել՝ ամրապնդելու մոնոմերի միացումը: երկչափ կառուցվածք: Հետազոտողները ցույց տվեցին, որ նրանք հեշտությամբ կարող են պոլիմերը լուծույթով պատել վաֆլիների վրա՝ ստեղծելով 4 նանոմետրից պակաս հաստությամբ դյույմ լայնությամբ լամինատներ: Դա սովորական գրասենյակային թղթի հաստության գրեթե մեկ միլիոներորդն է:
Պոլիմերային նյութի մեխանիկական հատկությունները քանակականացնելու համար հետազոտողները չափել են այն ուժը, որը պահանջվում է բարակ ասեղով կախովի թերթիկի վրա անցքեր բացելու համար: Այս գերուժեղ պոլիամիդը հանելու համար կրկնակի ավելի շատ ուժ է պահանջվում, քան նույն հաստության պողպատը: Ըստ Ստրանոյի՝ նյութը կարող է օգտագործվել որպես պաշտպանիչ ծածկույթ մետաղական մակերեսների վրա, ինչպիսիք են մեքենայի վինիրները, կամ որպես զտիչ՝ ջուրը մաքրելու համար: Վերջին գործառույթում իդեալական ֆիլտրի թաղանթը պետք է լինի բարակ, բայց բավականաչափ ամուր՝ դիմակայելու բարձր ճնշումներին՝ առանց փոքր, անհանգստացնող աղտոտիչների արտահոսքի մեր վերջնական մատակարարման մեջ. կատարյալ տեղավորվում է այս պոլիամիդային նյութի համար:
Ապագայում Ստրանոն հուսով է ընդլայնել պոլիմերացման մեթոդը տարբեր պոլիմերների վրա՝ այս Կեվլարի անալոգից դուրս։ Պոլիմերները մեր շուրջն են։ Նրանք ամեն ինչ անում են։ Պատկերացրեք, որ շատ տարբեր տեսակի պոլիմերներ, նույնիսկ էկզոտիկները, որոնք կարող են էլեկտրականություն կամ լույս հաղորդել, վերածել բարակ թաղանթների, որոնք կարող են ծածկել տարբեր մակերեսներ, ավելացնում է նա։ Ստանոն ասաց.
Պլաստիկներով շրջապատված աշխարհում հասարակությունը պատճառ ունի ոգևորվելու ևս մեկ նոր պոլիմերով, որի մեխանիկական հատկությունները սովորական չեն, ասում է Ստրանոն: Այս արամիդը չափազանց դիմացկուն է, ինչը նշանակում է, որ մենք կարող ենք փոխարինել ամենօրյա պլաստիկները՝ ներկերից մինչև տոպրակներ և սննդի փաթեթավորում: ավելի քիչ և ամուր նյութերով: Ստրանոն ավելացրեց, որ կայունության տեսանկյունից այս գերուժեղ 2D պոլիմերը ճիշտ ուղղությամբ քայլ է՝ աշխարհը պլաստիկից ազատելու համար:
Շի Էն Կիմը (ինչպես նրան սովորաբար անվանում են Կիմ) ծնունդով Մալայզիայում անկախ գիտական գրող է և Popular Science Spring 2022 խմբագրական պրակտիկանտ: Նա շատ է գրել թեմաների շուրջ՝ սկսած սարդոստայնի տարօրինակ օգտագործումից՝ մարդկանցից կամ հենց սարդերից մինչև աղբ հավաքողներ: արտաքին տարածության մեջ։
Boeing-ի Starliner տիեզերանավը դեռ պետք է հասնի Միջազգային տիեզերակայան, սակայն փորձագետները լավատես են երրորդ փորձնական թռիչքի վերաբերյալ:
Մենք Amazon Services LLC Associates ծրագրի մասնակից ենք՝ դուստր գովազդային ծրագիր, որը նախատեսված է մեզ համար վճարներ վաստակելու միջոց՝ հղում անելով Amazon.com-ին և փոխկապակցված կայքերին: Այս կայքի գրանցումը կամ օգտագործումը նշանակում է մեր Ծառայության պայմանների ընդունում:
Հրապարակման ժամանակը` մայիս-19-2022