Tha luchd-saidheans air plastaig a chruthachadh co-ionann ri stàilinn - làidir ach gun a bhith trom. Tha plastaig, ris an can ceimigearan uaireannan poileimeirean, nan clas de mholacilean slabhraidh fhada air an dèanamh suas de aonadan ath-aithris goirid ris an canar monomers. Eu-coltach ri poileimeirean roimhe den aon neart, chan eil an stuth ùr a’ tighinn ach ann an cruth membran. Tha e cuideachd 50 uair nas èadhair na am plastaig as neo-dhrùidhtiche air a’ mhargaidh. Is e taobh cudromach eile den phoileimear seo cho sìmplidh ‘s a tha e a cho-chur. Chan eil feum aig a’ phròiseas, a tha a’ gabhail àite aig teòthachd an t-seòmair, ach air stuthan saor, agus faodar am poileimear a thoirt gu buil ann an siotaichean mòra nach eil ach nanometers de thighead. Bidh an luchd-rannsachaidh ag aithris na co-dhùnaidhean aca air 2 Gearran anns an iris Nature.
Canar polyamide ris an stuth air a bheil sinn a’ bruidhinn, lìonra snàthaichte de dh’aonadan moileciuil amide (is e buidhnean ceimigeach naitridean a th’ ann an amides a tha ceangailte ri dadaman gualain le ceangal ocsaidean). Am measg nam poileamairean sin tha Kevlar, snàithleach a thathas a’ cleachdadh airson vests dìon-peileir a dhèanamh, agus Nomex, aodach a tha an aghaidh teine. Coltach ri Kevlar, tha na moileciuilean polyamide anns an stuth ùr ceangailte ri chèile le bannan haidridean air feadh fad an slabhraidhean, a tha a’ neartachadh neart iomlan an stuth.
“Bidh iad a’ steigeadh ri chèile mar Velcro,” thuirt am prìomh ùghdar, Michael Strano, innleadair ceimigeach aig MIT. Chan e a-mhàin gu bheil feum air briseadh slabhraidhean moileciuil fa leth gus stuthan a reubadh, ach cuideachd faighinn thairis air na ceanglaichean mòra haidridean eadar-mholaciuil a tha a’ dol tron phasgan polymer gu lèir.
A bharrachd air an sin, faodaidh na poileamairean ùra sgoltagan a chruthachadh gu fèin-ghluasadach. Tha seo a’ dèanamh an stuth furasta a phròiseasadh, oir faodar a dhèanamh ann am filmichean tana no a chleachdadh mar chòmhdach uachdar film tana. Bidh poileamairean traidiseanta buailteach fàs mar shlabhraidhean loidhneach, no a’ meurachadh agus a’ ceangal a-rithist is a-rithist ann an trì tomhasan, ge bith dè an treòrachadh. Ach bidh poileamairean Strano a’ fàs ann an dòigh gun samhail ann an 2D gus nano-dhuilleagan a chruthachadh.
“An urrainn dhut rudan a chur ri chèile air pìos pàipeir? Tha e a’ tionndadh a-mach, sa mhòr-chuid de chùisean, nach urrainn dhut a dhèanamh gus an dèan sinn ar n-obair," thuirt Strano. “Mar sin, lorg sinn dòigh-obrach ùr.” Anns an obair seo o chionn ghoirid, rinn an sgioba aige thairis air cnap-starra gus an cruinneachadh dà-thaobhach seo a dhèanamh comasach.
Is e an t-adhbhar gu bheil structar rèidh aig polyaramides gu bheil co-chur polymer a’ toirt a-steach dòigh ris an canar teamplaidean autocatalytic: mar a bhios am polymer a’ sìneadh agus a’ cumail ris na blocaichean togail monomer, bidh an lìonra polymer a tha a’ sìor fhàs ag adhbhrachadh gum bi monomers às dèidh sin a’ tighinn còmhla san t-slighe cheart a-mhàin gus aonadh an structair dà-thaobhach a neartachadh. Sheall an luchd-rannsachaidh gum b’ urrainn dhaibh am polymer ann am fuasgladh a chòmhdach gu furasta air wafers gus laminates òirleach a leud a chruthachadh nas lugha na 4 nanomeatairean de thighead. Tha sin faisg air aon mhilleanamh de thiugh pàipear oifis cunbhalach.
Gus feartan meacanaigeach an stuth polymer a thomhas, thomhais an luchd-rannsachaidh an fheachd a bha a dhìth gus tuill a dhèanamh ann an duilleag stuth crochte le snàthad tana. Tha am polyamide seo gu dearbh nas cruaidhe na polymers traidiseanta mar nylon, an t-aodach a thathas a’ cleachdadh airson paraisiutan a dhèanamh. Gu h-iongantach, bheir e dà uiread de fheachd gus am polyamide làidir seo a dhì-sgriubadh na stàilinn den aon thiugh. A rèir Strano, faodar an stuth a chleachdadh mar chòmhdach dìona air uachdar meatailt, leithid beinearan chàraichean, no mar shìoltachan gus uisge a ghlanadh. Anns an fheart mu dheireadh, feumaidh am membran sìoltachain air leth tana ach làidir gu leòr airson seasamh an aghaidh cuideaman àrda gun a bhith a’ leigeil a-mach truailleadh beaga, mì-thlachdmhor a-steach don t-solar mu dheireadh againn - freagarrachd foirfe airson an stuth polyamide seo.
San àm ri teachd, tha Strano an dòchas an dòigh poileimearachaidh a leudachadh gu diofar phoileimearan nas fhaide na an analog Kevlar seo. “Tha poileimearan mun cuairt oirnn," thuirt e. “Bidh iad a’ dèanamh a h-uile càil.” Smaoinich air iomadh seòrsa poileimear eadar-dhealaichte a thionndadh, eadhon feadhainn coimheach as urrainn dealan no solas a ghiùlan, gu filmichean tana as urrainn grunn uachdaran a chòmhdach, tha e a’ cur ris. “Air sgàth an dòigh-obrach ùir seo, is dòcha gum faodar seòrsachan eile de phoileimearan a chleachdadh a-nis," thuirt Stano.
Ann an saoghal air a chuairteachadh le plastaig, tha adhbhar aig a’ chomann-shòisealta a bhith air bhioran mu phoileimear ùr eile aig a bheil feartan meacanaigeach eadar-dhealaichte bho bhith àbhaisteach, thuirt Strano. Tha an aramid seo air leth seasmhach, a tha a’ ciallachadh gun urrainn dhuinn plastaig làitheil, bho pheant gu pocannan gu pacaigeadh bìdh, a chuir an àite le nas lugha de stuthan agus stuthan nas làidire. Chuir Strano ris, bho shealladh seasmhachd, gur e ceum anns an t-slighe cheart a th’ anns a’ phoileimear 2D anabarrach làidir seo gus an saoghal a shaoradh bho phlastaig.
’S e sgrìobhadair saidheans neo-cheangailte a rugadh ann am Malaysia a th’ ann an Shi En Kim (mar a chanar rithe mar as trice Kim) agus neach-obrach deasachaidh airson Saidheans Coitcheann Earrach 2022. Tha i air sgrìobhadh gu farsaing air cuspairean a’ dol bho chleachdaidhean neònach lìn damhain-allaidh – daoine no na damhain-allaidh fhèin – gu luchd-cruinneachaidh sgudail san fhànais.
Chan eil soitheach-fànais Starliner aig Boeing air an Stèisean Fànais Eadar-nàiseanta a ruighinn fhathast, ach tha eòlaichean dòchasach mu threas turas-deuchainn.
Tha sinn nar com-pàirtiche ann am Prògram Com-pàirtichean Amazon Services LLC, prògram sanasachd ceangailte a chaidh a dhealbhadh gus dòigh a thoirt dhuinn cìsean a chosnadh le bhith a’ ceangal ri Amazon.com agus làraichean ceangailte. Tha clàradh no cleachdadh na làraich seo a’ ciallachadh gu bheil thu a’ gabhail ris na Cumhachan Seirbheis againn.
Àm puist: 19 Cèitean 2022