Nova tvar rezultat je pothvata koji se smatrao nemogućim: polimerizacije materijala u dvije dimenzije.
Kemijski inženjeri MIT-a stvorili su novi materijal koji je jači od čelika¸a istodobno lagan kao plastika, te se može lako proizvoditi u velikim količinama.
Zgrade građene plastikom?
Koristeći novi proces polimerizacije, dobiveni materijal je dvodimenzionalni polimer, za razliku od svih ostalih polimera, koji tvore jednodimenzionalne lance.
Mogućnosti upotrebe ovog materijala kreću se od laganih premaza za automobile i telefone do građevnih blokova za masivne strukture kao što su mostovi, kaže Michael Strano, profesor kemijskog inženjerstva na MIT-u i viši autor novog istraživanja.
“Obično ne razmišljamo o plastici kao nečemu što bismo mogli koristiti za potporu građevine, ali s ovim materijalom možemo omogućiti nove stvari”, kaže. “Ima vrlo neobična svojstva i jako smo uzbuđeni zbog toga.”
Istraživači su htjeli stvoriti dvodimenzionalnu verziju polimera koja bi mogla ostati ravna, čineći ga laganim. Desetljećima su pokušavali stvoriti takav materijal, a novi proces koji su razvili objavljen je prošlog tjedna u časopisu Nature.
Dvodimenzionalni polimer
Polimeri su lanci pojedinačnih molekula, monomera, međusobno povezanim kemijskim vezama. Ovi lanci rastu dodavanjem novih molekula na njihove krajeve. Jednom formirani, polimeri se mogu oblikovati u trodimenzionalne oblike, kao što su boce za vodu, korištenjem injekcijskog prešanja. Plastika, guma i staklo primjeri su polimera.
Znanstvenici su desetljećima pokušavali dobiti dvodimenzionalne „listove“ polimera i smatralo se da je to gotovo nemoguće. Jedan od razloga za to bio je da ako se samo jedan monomer okrene gore ili dolje, izvan ravnine rastuće ploče, materijal će se početi širiti u tri dimenzije i struktura nalik na list će se izgubiti.
Međutim, Strano i njegovi kolege došli su do novog procesa polimerizacije koji im omogućuje stvaranje dvodimenzionalne ploče nazvane poliaramid. Za građevne blokove monomera koriste spoj nazvan melamin, koji sadrži prsten atoma ugljika i dušika. Pod pravim uvjetima, ovi monomeri mogu rasti u dvije dimenzije, tvoreći diskove. Ovi se diskovi slažu jedan na drugi, drže zajedno vodikovim vezama između slojeva, što strukturu čini vrlo stabilnom i snažnom.
https://kozmos.hr/tim-znanstvenika-zahvaljujuci-paukovoj-mrezi-razvio-jedan-od-najpreciznijih-mikrocip-senzora-na-svijetu/
Matthew Tirrell, dekan Pritzker škole za molekularno inženjerstvo na Sveučilištu u Chicagu, kaže da nova tehnika “utjelovljuje vrlo kreativnu kemiju za izradu ovih vezanih 2D polimera”.
Strano i njegovi studenti sada detaljnije proučavaju kako ovaj konkretni polimer može oblikovati 2D listove i eksperimentiraju s promjenom njegovog molekularnog sastava kako bi stvorili druge vrste novih materijala.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram-t.me/kozmoshr
Izvori:
Anne Trafton(02.02.2022.,) “New lightweight material is stronger than steel,” MIT News
