Zientzialariek altzairuaren baliokidea den plastikoa sortu dute — sendoa baina ez astuna. Plastikoak, kimikariek batzuetan polimero deitzen dituztenak, monomero izeneko unitate labur errepikakorrez osatutako kate luzeko molekula klase bat dira. Indar bereko aurreko polimeroek ez bezala, material berria mintz formatuan bakarrik dator. Gainera, merkatuan dagoen plastiko iragazgaitzena baino 50 aldiz hermetikoagoa da. Polimero honen beste alderdi aipagarri bat sintesiaren sinpletasuna da. Giro-tenperaturan gertatzen den prozesuak material merkeak baino ez ditu behar, eta polimeroa nanometro batzuk baino ez dituzten xafla handietan ekoitzi daiteke. Ikertzaileek otsailaren 2an jakinarazi zituzten beren aurkikuntzak Nature aldizkarian.
Materialari poliamida deitzen zaio, amida unitate molekularren sare hariztatua (amidak oxigenoari lotutako karbono atomoei lotutako nitrogeno talde kimikoak dira). Polimero horien artean daude Kevlar, txaleko antibalak egiteko erabiltzen den zuntza, eta Nomex, suaren aurkako ehuna. Kevlar bezala, material berriko poliamida molekulak elkarri lotuta daude hidrogeno loturen bidez beren kate osoan zehar, eta horrek materialaren erresistentzia orokorra hobetzen du.
«Belkroa bezala itsasten dira elkarrekin», esan zuen Michael Strano egile nagusiak, MITeko ingeniari kimikoak. Materialak urratzeko, ez dira beharrezkoak soilik molekula-kate indibidualak haustea, baita polimero-sorta osoa zeharkatzen duten molekula arteko hidrogeno-lotura erraldoiak gainditzea ere.
Gainera, polimero berriek automatikoki malutak sor ditzakete. Horri esker, materiala erraz prozesatzen da, film meheetan egin daitekeelako edo gainazaleko film meheko estaldura gisa erabil daitekeelako. Polimero tradizionalek kate lineal gisa hazten dira, edo hiru dimentsiotan behin eta berriz adarkatu eta lotu egiten dira, orientazioa edozein dela ere. Baina Stranoren polimeroak modu berezi batean hazten dira 2Dn nanosxaflak osatzeko.
«Paper batean agregatu al dezakezu? Badirudi, kasu gehienetan, ezin dela egin gure lana egin arte», esan zuen Stranok. «Beraz, mekanismo berri bat aurkitu dugu». Azken lan honetan, bere taldeak oztopo bat gainditu du bi dimentsioko agregazio hau posible egiteko.
Poliaramidek egitura planarra izatearen arrazoia da polimeroen sintesiak txantiloi autokatalitiko izeneko mekanismo bat dakarrela: polimeroa luzatu eta monomeroen eraikuntza-blokeei itsasten zaien heinean, hazten ari den polimero-sareak ondorengo monomeroak norabide egokian bakarrik konbinatzera bultzatzen ditu bi dimentsioko egituraren batasuna indartzeko. Ikertzaileek frogatu zuten erraz estali zezaketela polimeroa disoluzioan obleetan, 4 nanometro baino gutxiagoko lodierako hazbeteko zabalerako laminatuak sortzeko. Hori bulegoko paper arruntaren lodieraren ia milioiren bat da.
Polimero materialaren propietate mekanikoak kuantifikatzeko, ikertzaileek material-xafla eseki batean orratz fin batekin zuloak egiteko behar den indarra neurtu zuten. Poliamida hau, hain zuzen ere, nylona bezalako polimero tradizionalak baino zurrunagoa da, paraxutak egiteko erabiltzen den ehuna. Harrigarria bada ere, poliamida super-sendo hau askatzeko lodiera bereko altzairuak baino bi aldiz indar gehiago behar da. Stranoren arabera, substantzia babes-geruza gisa erabil daiteke metalezko gainazaletan, hala nola autoen xafletan, edo ura arazteko iragazki gisa. Azken funtzio horretan, iragazki-mintz idealak mehea izan behar du, baina nahikoa sendoa presio handiak jasateko, gure azken horniduran kutsatzaile txiki eta gogaikarriak isuri gabe; poliamida material honetarako egokia da.
Etorkizunean, Stranok polimerizazio-metodoa Kevlar analogo honetatik haratagoko polimero desberdinetara zabaltzea espero du. «Polimeroak gure inguruan daude», esan zuen. «Dena egiten dute». Imajinatu polimero mota asko, elektrizitatea edo argia eroaten dezaketen exotikoak ere, gainazal ugari estali ditzaketen film mehe bihurtzen, gaineratu du. «Mekanismo berri honi esker, agian beste polimero mota batzuk erabil daitezke orain», esan zuen Stanok.
Plastikoz inguratutako mundu batean, gizarteak arrazoiak ditu propietate mekanikoak ez diren beste polimero berri batengatik ilusioz egoteko, esan zuen Stranok. Aramida hau oso iraunkorra da, eta horrek esan nahi du eguneroko plastikoak, pinturatik hasi eta poltsetaraino eta elikagaien ontzietaraino, material gutxiago eta sendoagoekin ordezkatu ditzakegula. Stranok gaineratu zuen jasangarritasunaren ikuspuntutik, 2D polimero super-sendo hau mundua plastikotik askatzeko norabide onean egindako urratsa dela.
Shi En Kim (Kim deitzen den bezala) Malaysian jaiotako zientzia idazle autonomoa da eta Popular Science Spring 2022ko erredakzio praktikatzailea. Asko idatzi du armiarma-sareen erabilera bitxietatik hasi eta espazioko zabor-biltzaileetaraino, hainbat gairen inguruan.
Boeing-en Starliner espazio-ontzia oraindik ez da Nazioarteko Espazio Estaziora iritsi, baina adituek baikor daude hirugarren proba-hegaldi baten inguruan.
Amazon Services LLC Associates Programan parte hartzen dugu, hau da, Amazon.com-era eta afiliatutako guneetara estekak jarriz komisioak irabazteko modu bat eskaintzeko diseinatutako kideen publizitate programa bat. Gune hau erregistratzeak edo erabiltzeak gure Zerbitzu Baldintzak onartzea dakar.
Argitaratze data: 2022ko maiatzaren 19a