Ang mga siyentipiko ay lumikha ng plastik na katumbas ng bakal — malakas ngunit hindi mabigat. Ang mga plastik, na kung minsan ay tinatawag ng mga chemist na polymers, ay isang klase ng mga molekulang long-chain na binubuo ng mga maiikling umuulit na unit na tinatawag na monomer. ay nasa anyong lamad. Ito rin ay 50 beses na mas hindi tinatagusan ng hangin kaysa sa pinaka hindi natatagusan na plastik sa merkado. Ang isa pang kapansin-pansing aspeto ng polimer na ito ay ang pagiging simple nito ng synthesis. Ang proseso, na nagaganap sa temperatura ng silid, ay nangangailangan lamang ng mga murang materyales, at ang polymer ay maaaring mass-produce sa malalaking sheet na nanometer lamang ang kapal. Iniulat ng mga mananaliksik ang kanilang mga natuklasan noong Pebrero 2 sa journal Nature.
Ang materyal na pinag-uusapan ay tinatawag na polyamide, isang sinulid na network ng amide molecular units (amides ay nitrogen chemical group na nakakabit sa oxygen-bonded carbon atoms). Kabilang sa mga polymer na ito ang Kevlar, isang fiber na ginagamit sa paggawa ng bulletproof vests, at Nomex, isang fire- lumalaban na tela.Tulad ng Kevlar, ang mga polyamide molecule sa bagong materyal ay iniuugnay sa isa't isa sa pamamagitan ng mga hydrogen bond sa buong haba ng kanilang mga kadena, na nagpapataas sa kabuuang lakas ng materyal.
"Sila ay magkakasama tulad ng Velcro," sabi ng nangungunang may-akda na si Michael Strano, isang MIT chemical engineer. Ang mga materyales sa pagpunit ay nangangailangan ng hindi lamang pagsira sa mga indibidwal na molecular chain, kundi pati na rin sa pagtagumpayan ang higanteng intermolecular hydrogen bond na tumatagos sa buong polymer bundle.
Bilang karagdagan, ang mga bagong polimer ay maaaring awtomatikong makabuo ng mga natuklap. link sa tatlong dimensyon, anuman ang oryentasyon. Ngunit ang mga polimer ni Strano ay lumalaki sa isang natatanging paraan sa 2D upang bumuo ng mga nanosheet.
"Maaari mo bang pagsama-samahin sa isang piraso ng papel?Lumalabas, sa karamihan ng mga kaso, hindi mo ito magagawa hanggang sa aming trabaho, "sabi ni Strano."Kaya, nakakita kami ng isang bagong mekanismo."Sa kamakailang gawaing ito, nalampasan ng kanyang koponan ang isang hadlang upang gawing posible ang dalawang-dimensional na pagsasama-samang ito.
Ang dahilan kung bakit ang polyaramides ay may planar na istraktura ay ang polymer synthesis ay nagsasangkot ng isang mekanismo na tinatawag na autocatalytic templating: habang ang polimer ay humahaba at dumidikit sa mga bloke ng gusali ng monomer, ang lumalagong polymer network ay nag-uudyok sa kasunod na mga monomer na Magsama lamang sa tamang direksyon upang palakasin ang unyon ng two.dimensional na istraktura.Ipinakita ng mga mananaliksik na madali nilang nababalutan ang polymer sa solusyon sa mga wafer upang lumikha ng mga laminate na may lapad na pulgada na mas mababa sa 4 nanometer ang kapal.Iyan ay halos isang-milyong kapal ng regular na papel ng opisina.
Upang mabilang ang mga mekanikal na katangian ng materyal na polimer, sinukat ng mga mananaliksik ang puwersa na kinakailangan upang magbutas ng mga butas sa isang nasuspinde na sheet ng materyal na may pinong karayom. ito ay nangangailangan ng dobleng lakas upang alisin ang napakalakas na polyamide na ito bilang bakal na may parehong kapal.Ayon kay Strano, ang sangkap ay maaaring gamitin bilang isang proteksiyon na patong sa mga ibabaw ng metal, tulad ng mga veneer ng kotse, o bilang isang filter upang linisin ang tubig. Sa huling pag-andar, ang perpektong filter na lamad ay kailangang maging manipis ngunit sapat na malakas upang makayanan ang mataas na presyon nang hindi tumutulo ang maliliit at nakakagambalang mga kontaminado sa aming huling supply - isang perpektong akma para sa polyamide na materyal na ito.
Sa hinaharap, umaasa si Strano na palawigin ang paraan ng polymerization sa iba't ibang polymer na lampas sa analog na Kevlar na ito."Ang mga polymer ay nasa paligid natin," sabi niya. "Ginagawa nila ang lahat."Isipin na gawing manipis na pelikula ang maraming iba't ibang uri ng polimer, maging ang mga kakaibang maaaring maghatid ng kuryente o liwanag, na maaaring sumaklaw sa iba't ibang mga ibabaw, dagdag niya. sabi ni Stano.
Sa isang mundong napapaligiran ng mga plastik, ang lipunan ay may dahilan upang matuwa tungkol sa isa pang bagong polimer na ang mga mekanikal na katangian ay hindi karaniwan, sabi ni Strano. Ang aramid na ito ay lubhang matibay, na nangangahulugan na maaari nating palitan ang pang-araw-araw na mga plastik, mula sa mga pintura hanggang sa mga bag hanggang sa packaging ng pagkain, na may mas kaunti at mas malakas na mga materyales. Idinagdag ni Strano na mula sa isang sustainability na pananaw, ang napakalakas na 2D polymer na ito ay isang hakbang sa tamang direksyon upang palayain ang mundo mula sa plastic.
Si Shi En Kim (gaya ng karaniwang tawag sa kanya ay Kim) ay isang Malaysian-born na freelance na manunulat ng agham at editorial intern ng Popular Science Spring 2022. Siya ay nagsulat nang husto sa mga paksa mula sa kakaibang paggamit ng mga pakana—mga tao o ang mga gagamba mismo—hanggang sa mga basurero. sa outer space.
Ang Starliner spacecraft ng Boeing ay hindi pa nakakarating sa International Space Station, ngunit ang mga eksperto ay optimistic tungkol sa isang ikatlong pagsubok na paglipad.
Kami ay kalahok sa Amazon Services LLC Associates Program, isang affiliate na programa sa advertising na idinisenyo upang magbigay ng paraan para kumita kami ng mga bayarin sa pamamagitan ng pag-link sa Amazon.com at mga kaakibat na site. Ang pagrerehistro o paggamit sa site na ito ay bumubuo ng pagtanggap sa aming Mga Tuntunin ng Serbisyo.
Oras ng post: Mayo-19-2022