I scientifichi anu creatu una plastica equivalente à l'acciaiu - forte ma micca pesante. I plastichi, chì i chimichi qualchì volta chjamanu polimeri, sò una classa di molecule à catena longa cumposte da unità ripetute corte chjamate monomeri. À u cuntrariu di i polimeri precedenti di a stessa forza, u novu materiale vene solu in forma di membrana. Hè ancu 50 volte più ermeticu chè a plastica più impermeabile in u mercatu. Un altru aspettu notevule di questu polimeru hè a so simplicità di sintesi. U prucessu, chì si svolge à temperatura ambiente, richiede solu materiali economici, è u polimeru pò esse pruduttu in massa in grandi fogli chì sò spessi solu nanometri. I circadori riportanu i so risultati u 2 di ferraghju in a rivista Nature.
U materiale in quistione hè chjamatu poliammide, una rete filettata di unità moleculari di ammide (l'ammidi sò gruppi chimichi di azotu attaccati à atomi di carboniu ligati à l'ossigenu). Tali polimeri includenu Kevlar, una fibra aduprata per fà gilet antiproiettile, è Nomex, un tissutu resistente à u focu. Cum'è Kevlar, e molecule di poliammide in u novu materiale sò ligate trà di elle da ligami d'idrogenu longu à tutta a lunghezza di e so catene, ciò chì migliora a resistenza generale di u materiale.
«Si attaccanu inseme cum'è u Velcro», hà dettu l'autore principale Michael Strano, un ingegnere chimicu di u MIT. Strappà i materiali richiede micca solu a rottura di e catene moleculari individuali, ma ancu u superamentu di i giganti ligami intermolecolari à l'idrogenu chì permeanu tuttu u fasciu di polimeri.
Inoltre, i novi polimeri ponu furmà automaticamente fiocchi. Questu rende u materiale faciule da trasfurmà, postu chì pò esse trasfurmatu in film sottili o adupratu cum'è rivestimentu superficiale di film sottile. I polimeri tradiziunali tendenu à cresce cum'è catene lineari, o à ramificassi è ligà ripetutamente in trè dimensioni, indipendentemente da l'orientazione. Ma i polimeri di Strano crescenu in un modu unicu in 2D per furmà nanosheets.
«Pudete aggregà nantu à un pezzu di carta ? Si scopre chì, in a maiò parte di i casi, ùn pudete micca fà finu à u nostru travagliu ", hà dettu Strano. "Allora, avemu trovu un novu mecanismu". In questu travagliu recente, a so squadra hà superatu un ostaculu per rende pussibule sta aggregazione bidimensionale.
A ragione per a quale i poliaramidi anu una struttura planare hè chì a sintesi di polimeri implica un mecanismu chjamatu template autocataliticu: mentre u polimeru s'allunga è si attacca à i blocchi di custruzzione di i monomeri, a rete polimerica crescente induce i monomeri successivi à cumbinà si solu in a direzzione ghjusta per rinfurzà l'unione di a struttura bidimensionale. I circadori anu dimustratu chì puderanu facilmente rivestisce u polimeru in soluzione nantu à i wafer per creà laminati di un pollice di larghezza menu di 4 nanometri di spessore. Questu hè quasi un milionesimu di u spessore di a carta d'uffiziu regulare.
Per quantificà e proprietà meccaniche di u materiale polimeru, i circadori anu misuratu a forza necessaria per fà buchi in un fogliu di materiale suspesu cù un agulla fina. Questa poliammide hè in effetti più rigida di i polimeri tradiziunali cum'è u nylon, u tissutu adupratu per fà i paracadute. Sorprendentemente, ci vole u doppiu di forza per svità sta poliammide super forte chè l'acciaio di u listessu spessore. Sicondu Strano, a sustanza pò esse aduprata cum'è rivestimentu protettivu nantu à e superfici metalliche, cum'è i rivestimenti di l'auto, o cum'è filtru per purificà l'acqua. In quest'ultima funzione, a membrana filtrante ideale deve esse fina ma abbastanza forte per resiste à alte pressioni senza perde picculi contaminanti fastidiosi in a nostra fornitura finale - una misura perfetta per questu materiale poliammide.
In u futuru, Strano spera di allargà u metudu di polimerizazione à diversi polimeri al di là di questu analogu di Kevlar. "I polimeri sò intornu à noi", disse. "Facenu tuttu". Imaginate di trasfurmà parechji tipi diversi di polimeri, ancu quelli esotici chì ponu cunduce l'elettricità o a luce, in film sottili chì ponu copre una varietà di superfici, aghjusta. "Per via di questu novu mecanismu, forse altri tipi di polimeri ponu esse aduprati avà", disse Stano.
In un mondu circundatu da plastica, a sucietà hà raghjone per esse entusiasta di un altru novu polimeru chì e so proprietà meccaniche sò tutt'altru chè ordinarie, hà dettu Strano. Questa aramide hè estremamente resistente, ciò chì significa chì pudemu rimpiazzà e plastiche di ogni ghjornu, da e pitture à i sacchetti à l'imballaggi alimentari, cù materiali menu numerosi è più resistenti. Strano hà aghjustatu chì, da un puntu di vista di a sustenibilità, questu polimeru 2D super forte hè un passu in a bona direzzione per liberà u mondu da a plastica.
Shi En Kim (cum'è si chjama di solitu Kim) hè una scrittrice scientifica freelance nata in Malesia è stagista editoriale di Popular Science Spring 2022. Hà scrittu assai nantu à temi chì vanu da l'usi strani di e ragnatele - umani o i ragni stessi - à i raccoglitori di rifiuti in u spaziu.
A sonda spaziale Starliner di Boeing ùn hà ancu righjuntu a Stazione Spaziale Internaziunale, ma l'esperti sò ottimisti per un terzu volu di prova.
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Data di publicazione: 19 di maghju 2022