Маводи нав як полимери дученака аст, ки аз меламин сохта шудааст ва бар хилофи ҳамаи полимерҳои дигар, ки занҷирҳои якченака ва спагеттимонандро ташкил медиҳанд, худ ба худ ба варақаҳо ҷамъ мешавад. То ҳол олимон боварӣ доштанд, ки водор кардани полимерҳо барои ташкили варақаҳои дученака ғайриимкон аст.
Майкл Страно, профессори муҳандисии кимиёи Карбон П. Дуббс дар MIT ва муаллифи аршади пажӯҳиши нав мегӯяд, чунин маводро метавон ҳамчун рӯйпӯши сабук ва пойдор барои қисмҳои мошин ё телефонҳои мобилӣ ё ҳамчун маводи сохтмонӣ барои пулҳо ё дигар иншоот истифода кард.
"Мо одатан дар бораи пластмасса чизе намешуморем, ки шумо онро барои дастгирии бино истифода бурдан мумкин аст, аммо бо ин мавод шумо метавонед чизҳои навро фаъол созед" мегӯяд ӯ. "Он дорои хосиятҳои хеле ғайриоддӣ ва мо аз ин хеле ба ҳаяҷонем."
Муҳаққиқон барои ду патент барои раванде, ки онҳо барои тавлиди мавод истифода кардаанд, дархост пешниҳод кардаанд, ки онҳо онро дар мақолае, ки имрӯз дар Nature нашр мешавад, тавсиф мекунанд . Ювен Зенг, доктори илмҳои MIT, муаллифи пешбари ин таҳқиқот аст.
Ду андоза
Полимерҳо, ки ҳама пластикҳоро дар бар мегиранд, аз занҷирҳои блокҳои сохтмонӣ иборатанд, ки мономерҳо ном доранд. Ин занҷирҳо тавассути илова кардани молекулаҳои нав ба ақсои онҳо калон мешаванд. Пас аз ташаккул, полимерҳоро бо истифода аз қолаби тазриқӣ ба объектҳои сеченака, ба монанди шишаҳои об, шакл додан мумкин аст.
Олимони полимер дер боз фарзия мекарданд, ки агар полимерҳоро ба варақи дученака табдил додан мумкин бошад, онҳо бояд маводи хеле қавӣ ва сабукро ба вуҷуд оранд. Бо вуҷуди ин, кори даҳсолаҳои зиёд дар ин соҳа ба хулосае омад, ки сохтани чунин варақҳо ғайриимкон аст. Яке аз сабабҳои ин дар он буд, ки агар танҳо як мономер аз ҳамвории варақи афзоянда ба боло ё поён гардиш кунад, мавод дар се андоза васеъ мешавад ва сохтори варақ монандро гум мекунад.
Бо вуҷуди ин, дар таҳқиқоти нав, Страно ва ҳамкорони ӯ як раванди нави полимеризатсияро пешниҳод карданд, ки ба онҳо имкон медиҳад варақи дученака бо номи полиарамид тавлид кунанд. Барои блокҳои сохтмонии мономер онҳо пайвастагиеро бо номи меламин истифода мебаранд, ки дорои ҳалқаи атомҳои карбон ва нитроген мебошанд. Дар шароити мувофиқ, ин мономерҳо метавонанд дар ду андоза афзоиш ёфта, дискҳоро ташкил кунанд. Ин дискҳо дар болои якдигар ҷамъ мешаванд, ки тавассути пайвандҳои гидрогенӣ байни қабатҳо нигоҳ дошта мешаванд, ки сохторро хеле устувор ва қавӣ мегардонанд.
Страно мегӯяд: "Ба ҷои сохтани як молекулаи спагетти монанд, мо метавонем як ҳавопаймои молекулавӣ ба варақ созем, ки дар он мо молекулаҳоро дар ду андоза ба ҳам мепайвандад." "Ин механизм дар маҳлул ба таври худкор ба амал меояд ва пас аз синтез кардани мавод, мо метавонем ба осонӣ плёнкаҳои борикро печонем, ки бениҳоят қавӣ ҳастанд."
Азбаски мавод худ дар маҳлул ҷамъ мешавад, онро бо роҳи зиёд кардани миқдори масолеҳи ибтидоӣ ба миқдори зиёд тайёр кардан мумкин аст. Муҳаққиқон нишон доданд, ки онҳо метавонанд сатҳи рӯиро бо плёнкаҳои мавод, ки онҳо 2DPA-1 меноманд, пӯшонанд.
Страно мегӯяд: "Бо ин пешрафт, мо молекулаҳои ҳамвор дорем, ки ба онҳо табдил додани маводи хеле қавӣ, вале хеле лоғар осонтар хоҳанд шуд".
Нур, вале қавӣ
Муҳаққиқон муайян карданд, ки модули чандирии маводи нав - ченакест, ки барои деформатсияи мавод чӣ қадар қувва лозим аст - аз чаҳор то шаш маротиба зиёдтар аз шишаи тирногузар аст. Онҳо инчунин муайян карданд, ки қувваи ҳосилхезии он ё чӣ қадар қувваи он барои шикастани мавод аз пӯлод ду баробар зиёд аст, гарчанде ки мавод танҳо аз шаш як ҳиссаи зичии пӯлод дорад.
Дигар хусусияти асосии 2DPA-1 он аст, ки он ба газҳо гузаранда нест. Дар ҳоле, ки дигар полимерҳо аз занҷирҳои печонидашуда бо холигоҳҳое сохта шудаанд, ки газҳо ба воситаи онҳо гузаранд, маводи нав аз мономерҳое сохта шудаанд, ки ба мисли LEGOҳо ба ҳам мепайванданд ва молекулаҳо наметавонанд байни онҳо ворид шаванд.
"Ин метавонад ба мо имкон диҳад, ки пӯшишҳои ултратунинро эҷод кунем, ки метавонанд аз гузаштани об ё газҳо комилан пешгирӣ кунанд" мегӯяд Страно. "Ин гуна пӯшиши монеа метавонад барои муҳофизати металл дар мошинҳо ва дигар мошинҳо ё сохторҳои пӯлод истифода шавад."
Страно ва шогирдони ӯ ҳоло муфассалтар омӯхта истодаанд, ки чӣ гуна ин полимери мушаххас қодир аст варақҳои 2D-ро ташкил кунад ва онҳо бо тағир додани сохтори молекулавии он барои сохтани дигар намудҳои маводи нав таҷриба мекунанд.
Тадқиқот аз ҷониби Маркази мукаммали нақлиёти наномоеъ (CENT) ва Маркази тадқиқоти сарҳадии энергетикӣ, ки аз ҷониби Департаменти илмҳои энергетикии ИМА ва Лабораторияи тадқиқотии артиш маблағгузорӣ шудааст, маблағгузорӣ карда шуд.
Тамос бо хабарҳо:
Email: [почтаи электронӣ ҳифз карда шудааст]
Телефон: + 86-28-8411-1861