Mae gwyddonwyr wedi creu plastig sy'n cyfateb i ddur—cryf ond nid trwm.Mae plastigau, y mae cemegwyr weithiau'n eu galw'n bolymerau, yn ddosbarth o foleciwlau cadwyn hir sy'n cynnwys unedau ailadrodd byr a elwir yn monomerau.Yn wahanol i bolymerau blaenorol o'r un cryfder, y deunydd newydd yn unig yn dod i mewn ffurf bilen.Mae hefyd yn 50 gwaith yn fwy aerglos na'r plastig mwyaf anhydraidd ar y farchnad. Agwedd nodedig arall o'r polymer hwn yw ei symlrwydd o broses synthesis.The, sy'n digwydd ar dymheredd ystafell, yn gofyn am ddeunyddiau rhad yn unig, ac mae'r gall polymer gael ei fasgynhyrchu mewn dalennau mawr sydd ond yn nanometrau o drwch. Mae'r ymchwilwyr yn adrodd eu canfyddiadau Chwefror 2 yn y cyfnodolyn Nature.
Gelwir y deunydd dan sylw yn polyamid, sef rhwydwaith edafeddog o unedau moleciwlaidd amid (grwpiau cemegol nitrogen sydd ynghlwm wrth atomau carbon wedi'u bondio ag ocsigen). Mae polymerau o'r fath yn cynnwys Kevlar, ffibr a ddefnyddir i wneud festiau gwrth-bwled, a Nomex, dyfais tân ffabrig gwrthsefyll.Like Kevlar, mae'r moleciwlau polyamid yn y deunydd newydd yn cael eu cysylltu â'i gilydd gan fondiau hydrogen ar hyd eu cadwyni cyfan, sy'n gwella cryfder cyffredinol y deunydd.
“Maen nhw'n glynu at ei gilydd fel Velcro,” meddai'r awdur arweiniol Michael Strano, peiriannydd cemegol MIT. Mae rhwygo deunyddiau nid yn unig yn gofyn am dorri cadwyni moleciwlaidd unigol, ond hefyd yn goresgyn y bondiau hydrogen rhyngfoleciwlaidd anferth sy'n treiddio trwy'r bwndel polymer cyfan.
Yn ogystal, gall y polymerau newydd ffurfio naddion yn awtomatig. cyswllt mewn tri dimensiwn, waeth beth fo'r cyfeiriadedd. Ond mae polymerau Strano yn tyfu mewn ffordd unigryw mewn 2D i ffurfio nanolenni.
“Allwch chi agregu ar ddarn o bapur?Mae'n troi allan, yn y rhan fwyaf o achosion, ni allwch ei wneud tan ein gwaith ni, ”meddai Strano.” Felly, daethom o hyd i fecanwaith newydd. ”Yn y gwaith diweddar hwn, llwyddodd ei dîm i oresgyn rhwystr i wneud y cydgrynhoi dau ddimensiwn hwn yn bosibl.
Y rheswm pam mae gan polyaramidau strwythur planar yw bod synthesis polymer yn cynnwys mecanwaith o'r enw templating autocatalytic: wrth i'r polymer ymestyn a glynu wrth y blociau adeiladu monomer, mae'r rhwydwaith polymerau cynyddol yn cymell monomerau dilynol i Dim ond Cyfuno i'r cyfeiriad cywir i gryfhau undeb y strwythur dau ddimensiwn.Dangosodd yr ymchwilwyr y gallent yn hawdd orchuddio'r polymer mewn hydoddiant ar wafferi i greu laminiadau modfedd-eang llai na 4 nanometr o drwch. Mae hynny bron i filiwn o drwch papur swyddfa arferol.
Er mwyn meintioli priodweddau mecanyddol y deunydd polymer, mesurodd yr ymchwilwyr y grym sydd ei angen i brocio tyllau mewn dalen grog o ddeunydd gyda nodwydd mân. mae'n cymryd dwywaith cymaint o rym i ddadsgriwio'r polyamid hynod gryf hwn â dur o'r un trwch. Yn ôl Strano, gellir defnyddio'r sylwedd fel gorchudd amddiffynnol ar arwynebau metel, megis argaenau ceir, neu fel hidlydd i buro dŵr. Yn y swyddogaeth olaf, mae angen i'r bilen hidlo ddelfrydol fod yn denau ond yn ddigon cryf i wrthsefyll pwysau uchel heb ollwng halogion bach, niwsans i'n cyflenwad terfynol - ffit perffaith ar gyfer y deunydd polyamid hwn.
Yn y dyfodol, mae Strano yn gobeithio ymestyn y dull polymerization i wahanol bolymerau y tu hwnt i'r analog Kevlar hwn. ”Mae polymerau o'n cwmpas ni i gyd,” meddai. ”Maen nhw'n gwneud popeth.”Dychmygwch droi llawer o wahanol fathau o bolymerau, hyd yn oed rhai egsotig sy'n gallu dargludo trydan neu olau, yn ffilmiau tenau a all orchuddio amrywiaeth o arwynebau, ychwanega.” Oherwydd y mecanwaith newydd hwn, efallai y gellir defnyddio mathau eraill o bolymerau nawr, ” Meddai Stano.
Mewn byd sydd wedi'i amgylchynu gan blastigau, mae gan gymdeithas reswm i fod yn gyffrous am bolymer newydd arall y mae ei briodweddau mecanyddol yn ddim ond cyffredin, meddai Strano. gyda llai o ddeunyddiau a chryfach.
Mae Shi En Kim (fel y'i gelwir fel arfer Kim) yn awdur gwyddoniaeth llawrydd a aned ym Malaysia ac yn intern golygyddol Popular Science Spring 2022. Mae hi wedi ysgrifennu'n helaeth ar bynciau'n amrywio o'r defnydd od o we pry cop - bodau dynol neu'r pryfed cop eu hunain - i gasglwyr sbwriel yn y gofod allanol.
Nid yw llong ofod Boeing Starliner wedi cyrraedd yr Orsaf Ofod Ryngwladol eto, ond mae arbenigwyr yn optimistaidd am drydedd hediad prawf.
Rydym yn cymryd rhan yn Rhaglen Associates Amazon Services LLC, rhaglen hysbysebu gysylltiedig a gynlluniwyd i ddarparu ffordd i ni ennill ffioedd trwy gysylltu ag Amazon.com a gwefannau cysylltiedig. Mae cofrestru neu ddefnyddio'r wefan hon yn gyfystyr â derbyn ein Telerau Gwasanaeth.
Amser postio: Mai-19-2022