Шинэ материал нь меламинаар хийгдсэн хоёр хэмжээст полимер бөгөөд нэг хэмжээст, спагетти маягийн гинж үүсгэдэг бусад бүх полимерүүдээс ялгаатай нь өөрөө нэгддэг хуудас болж хувирдаг. Өнөөг хүртэл эрдэмтэд полимерүүдийг 2 хэмжээст хуудас үүсгэхэд хүргэх боломжгүй гэж үздэг байсан.
Ийм материалыг автомашины эд анги, гар утсанд хөнгөн, бат бөх бүрэх, гүүр болон бусад байгууламжийн барилгын материал болгон ашиглаж болно гэж MIT-ийн Химийн инженерчлэлийн профессор, шинэ судалгааны ахлах зохиогч Майкл Страно хэлэв.
"Бид хуванцарыг ихэвчлэн барилга барихад ашиглаж болох зүйл гэж боддоггүй, гэхдээ энэ материалын тусламжтайгаар та шинэ зүйлийг идэвхжүүлж чадна" гэж тэр хэлэв. "Энэ нь маш ер бусын шинж чанартай бөгөөд бид үүнд маш их баяртай байна."
Судлаачид уг материалыг бий болгоход ашигласан процессынхоо талаар хоёр патент авах хүсэлт гаргасан бөгөөд үүнийгээ өнөөдөр Nature сэтгүүлд нийтлэгдсэн өгүүлэлд дурдсан болно . MIT-ийн доктор Ювэн Зенг бол судалгааны гол зохиогч юм.
Хоёр хэмжээс
Бүх хуванцарыг багтаасан полимерууд нь мономер гэж нэрлэгддэг барилгын блокуудын гинжээс бүрддэг. Эдгээр гинж нь шинэ молекулуудыг төгсгөлд нь нэмснээр ургадаг. Полимерууд үүссэний дараа шахах хэлбэрийг ашиглан усны сав гэх мэт гурван хэмжээст объект болгон хэлбэржүүлж болно.
Полимер судлаачид хэрэв полимерийг хоёр хэмжээст хуудас болгон ургуулж чадвал тэд маш бат бөх, хөнгөн материал үүсгэх ёстой гэсэн таамаглал дэвшүүлсээр ирсэн. Гэсэн хэдий ч энэ чиглэлээр олон арван жил ажилласан нь ийм хуудсыг бүтээх боломжгүй гэсэн дүгнэлтэд хүргэсэн. Үүний нэг шалтгаан нь зөвхөн нэг мономер өсөн нэмэгдэж буй хуудасны хавтгайгаас дээш доош эргэвэл материал гурван хэмжээстээр өргөжиж, хуудас шиг бүтэц алдагдах болно.
Гэсэн хэдий ч шинэ судалгаагаар Страно болон түүний хамтрагчид полиарамид хэмээх хоёр хэмжээст хуудас үүсгэх боломжийг олгодог шинэ полимержих процессыг гаргаж ирэв. Мономерын барилгын блокуудын хувьд тэд нүүрстөрөгч, азотын атомын цагираг агуулсан меламин хэмээх нэгдлийг ашигладаг. Тохиромжтой нөхцөлд эдгээр мономерууд хоёр хэмжээст ургаж, диск үүсгэдэг. Эдгээр дискүүд нь бие биенийхээ дээр овоолж, давхаргуудын хоорондох устөрөгчийн холбоогоор бэхлэгдсэн бөгөөд энэ нь бүтцийг маш тогтвортой, бат бөх болгодог.
Страно хэлэхдээ "Шпагетти шиг молекул хийхийн оронд бид хуудас шиг молекулын хавтгайг хийж, молекулуудыг хоёр хэмжээстээр холбодог" гэж хэлэв. "Энэ механизм нь уусмалд аяндаа явагддаг бөгөөд материалыг нэгтгэсний дараа бид ер бусын бат бөх нимгэн хальсыг хялбархан ээрэх боломжтой."
Материал нь уусмалд өөрөө угсардаг тул зүгээр л эхлэлийн материалын хэмжээг нэмэгдүүлэх замаар их хэмжээгээр хийж болно. Судлаачид гадаргууг 2DPA-1 гэж нэрлэдэг материалын хальсаар бүрэх боломжтойг харуулсан.
Страно хэлэхдээ, "Энэ дэвшлийн ачаар бид хавтгай молекулуудтай болж, маш бат бөх, гэхдээ маш нимгэн материалыг бүтээхэд илүү хялбар болно."
Хөнгөн боловч хүчтэй
Судлаачид шинэ материалын уян хатан модуль буюу материалыг хэв гажилтанд хэр их хүч зарцуулж байгааг харуулдаг хэмжүүр нь сум нэвтэрдэггүй шилнээс 4-6 дахин их болохыг тогтоожээ. Мөн тэдгээр материал нь гангийн дөнгөж зургааны нэгтэй тэнцэх нягттай ч түүний урсацын бат бэх буюу материалыг хугалахад хэр их хүч зарцуулдаг нь гангаас хоёр дахин их болохыг олж мэдсэн.
2DPA-1-ийн өөр нэг гол онцлог нь хий нэвчүүлэхгүй байх явдал юм. Бусад полимерууд нь хий нэвчих боломжийг олгодог цоорхойтой ороомог гинжээр хийгдсэн байдаг бол шинэ материал нь LEGO шиг бие биендээ түгжигдсэн мономеруудаас бүрддэг бөгөөд молекулууд тэдгээрийн хооронд нэвтэрч чадахгүй.
"Энэ нь бидэнд ус эсвэл хий нэвтрүүлэхээс бүрэн хамгаалж чадах хэт нимгэн бүрээсийг бүтээх боломжийг олгоно" гэж Страно хэлэв. "Ийм төрлийн хаалт бүрээсийг машин болон бусад тээврийн хэрэгсэл, төмөр хийц дэх металыг хамгаалахад ашиглаж болно."
Страно болон түүний шавь нар одоо энэ полимер хэрхэн 2 хэмжээст хуудас үүсгэх чадвартайг илүү нарийвчлан судалж, бусад төрлийн шинэ материалыг бүтээхийн тулд молекулын бүтцийг өөрчлөх туршилт хийж байна.
Судалгааг АНУ-ын Эрчим хүчний яамны Шинжлэх ухааны албаны ивээн тэтгэсэн Эрчим хүчний хилийн судалгааны төв, Армийн судалгааны лаборатори ивээн тэтгэсэн Нано шингэн тээврийн төв (CENT) санхүүжүүлсэн.
Шинэ хөнгөн материалын нөөц нь гангаас илүү бат бөх: Шинэ бодис нь боломжгүй гэж үздэг гавьяаны үр дүн юм: Материалыг хоёр хэмжээст полимержүүлэх — ScienceDaily
Мэдээний холбоо барих хаяг:
И-мэйл хаяг: [имэйлээр хамгаалагдсан]
Утас: + 86-28-8411-1861