Alimlər poladın ekvivalenti olan möhkəm, lakin ağır olmayan plastik yaratdılar. Kimyaçıların bəzən polimer adlandırdıqları plastiklər, monomer adlanan qısa təkrarlanan vahidlərdən ibarət uzun zəncirli molekullar sinfidir. Eyni möhkəmliyə malik əvvəlki polimerlərdən fərqli olaraq, yeni material yalnız membran şəklində mövcuddur. O, həmçinin bazardakı ən keçirməyən plastikdən 50 dəfə daha hava keçirməzdir. Bu polimerin digər diqqətəlayiq cəhəti sintezinin sadəliyidir. Otaq temperaturunda baş verən proses yalnız ucuz materiallar tələb edir və polimer yalnız nanometr qalınlığında olan böyük təbəqələrdə kütləvi şəkildə istehsal edilə bilər. Tədqiqatçılar tapıntılarını 2 fevralda Nature jurnalında bildirirlər.
Sözügedən material amid molekulyar vahidlərinin yivli şəbəkəsi olan poliamid adlanır (amidlər oksigenlə əlaqəli karbon atomlarına bağlı azot kimyəvi qruplarıdır). Bu cür polimerlərə gülləkeçirməz jiletlər hazırlamaq üçün istifadə olunan lif olan Kevlar və yanğına davamlı parça olan Nomex daxildir. Kevlar kimi, yeni materialdakı poliamid molekulları da zəncirlərinin bütün uzunluğu boyunca bir-biri ilə hidrogen rabitələri ilə bağlanır ki, bu da materialın ümumi möhkəmliyini artırır.
“Onlar bir-birinə yapışan yapışqan kimi yapışırlar”, - deyə MIT-in kimya mühəndisi Maykl Strano bildirib. Materialları qoparmaq təkcə fərdi molekulyar zəncirləri qırmaqla yanaşı, bütün polimer dəstəsinə nüfuz edən nəhəng molekulyar arası hidrogen rabitələrini də aşmağı tələb edir.
Bundan əlavə, yeni polimerlər avtomatik olaraq lopa əmələ gətirə bilər. Bu, materialın emalını asanlaşdırır, çünki ondan nazik təbəqələr düzəldilə və ya nazik təbəqəli səth örtüyü kimi istifadə edilə bilər. Ənənəvi polimerlər istiqamətindən asılı olmayaraq xətti zəncirlər kimi böyüməyə və ya üç ölçüdə dəfələrlə budaqlanmağa və bağlanmağa meyllidirlər. Lakin Strano polimerləri nanosərfələr əmələ gətirmək üçün 2D-də unikal bir şəkildə böyüyür.
“Bir kağız üzərində toplama işləri apara bilərsinizmi? Məlum olur ki, əksər hallarda bunu bizim işimiz bitənə qədər edə bilməzsiniz”, - deyə Strano bildirib. “Beləliklə, biz yeni bir mexanizm tapdıq”. Bu yaxınlarda onun komandası bu ikiölçülü toplamanı mümkün etmək üçün bir maneəni dəf etdi.
Poliaramidlərin düz quruluşa malik olmasının səbəbi, polimer sintezinin avtokatalitik şablonlaşdırma adlanan bir mexanizmi əhatə etməsidir: polimer uzandıqca və monomer tikinti bloklarına yapışdıqca, böyüyən polimer şəbəkəsi sonrakı monomerləri ikiölçülü strukturun birləşməsini gücləndirmək üçün yalnız düzgün istiqamətdə birləşməyə vadar edir. Tədqiqatçılar nümayiş etdirdilər ki, onlar polimeri məhluldakı lövhələrin üzərinə asanlıqla örtüb 4 nanometrdən az qalınlığında düym enində laminatlar yarada bilirlər. Bu, adi ofis kağızının qalınlığının təxminən bir milyonda biri qədərdir.
Polimer materialının mexaniki xüsusiyyətlərini ölçmək üçün tədqiqatçılar asılmış material təbəqəsində incə iynə ilə deşiklər açmaq üçün tələb olunan qüvvəni ölçdülər. Bu poliamid, həqiqətən də, paraşüt hazırlamaq üçün istifadə olunan parça olan neylon kimi ənənəvi polimerlərdən daha sərtdir. Diqqətəlayiq haldır ki, bu super möhkəm poliamidin açılması eyni qalınlıqdakı poladdan iki dəfə çox qüvvə tələb edir. Stranoya görə, maddə avtomobil kaplamaları kimi metal səthlərdə qoruyucu örtük və ya suyu təmizləmək üçün filtr kimi istifadə edilə bilər. Sonuncu funksiyada ideal filtr membranı nazik, lakin kiçik, zərərli çirkləndiriciləri son təchizatımıza sızdırmadan yüksək təzyiqlərə davam gətirmək üçün kifayət qədər güclü olmalıdır - bu poliamid materialı üçün mükəmməl uyğunluqdur.
Gələcəkdə Strano polimerləşmə metodunu bu Kevlar analoqundan kənarda müxtəlif polimerlərə də tətbiq etməyə ümid edir. “Polimerlər ətrafımızda hər yerdədir”, - deyə o bildirib. “Onlar hər şeyi edirlər”. O əlavə edir ki, bir çox müxtəlif növ polimerləri, hətta elektrik və ya işığı keçirə bilən ekzotik polimerləri belə, müxtəlif səthləri örtə bilən nazik təbəqələrə çevirməyi təsəvvür edin. “Bu yeni mexanizm sayəsində indi bəlkə də digər növ polimerlərdən istifadə etmək olar”, - deyə Stano bildirib.
Strano bildirib ki, plastiklərlə əhatə olunmuş bir dünyada cəmiyyətin mexaniki xüsusiyyətləri adi olmayan başqa bir yeni polimerə heyran olması üçün səbəbi var. Bu aramid olduqca davamlıdır, bu da o deməkdir ki, boyalardan tutmuş torbalara və qida qablaşdırmalarına qədər gündəlik plastikləri daha az və daha güclü materiallarla əvəz edə bilərik. Strano əlavə edib ki, davamlılıq baxımından bu super güclü 2D polimer dünyanı plastikdən azad etmək üçün düzgün istiqamətdə atılmış bir addımdır.
Şi En Kim (adətən Kim adlanır) Malayziyada anadan olmuş sərbəst elm yazıçısı və Popular Science Spring 2022 jurnalının redaktor təcrübəçisidir. O, hörümçək torunun - insanların və ya hörümçəklərin özlərinin - qəribə istifadəsindən tutmuş kosmosdakı zibil toplayanlara qədər müxtəlif mövzularda geniş yazılar yazıb.
Boeing-in Starliner kosmik gəmisi hələ Beynəlxalq Kosmik Stansiyaya çatmayıb, lakin mütəxəssislər üçüncü sınaq uçuşu ilə bağlı nikbindirlər.
Biz Amazon.com və əlaqəli saytlara keçid verərək ödəniş qazanmağımız üçün bir yol təqdim etmək məqsədilə hazırlanmış bir filial reklam proqramı olan Amazon Services MMC Əməkdaş Proqramının iştirakçısıyıq. Bu saytda qeydiyyatdan keçmək və ya istifadə etmək Xidmət Şərtlərimizi qəbul etmək deməkdir.
Yayımlanma vaxtı: 19 may 2022