Namorona plastika mitovy amin'ny vy ny mpahay siansa — matanjaka fa tsy mavesatra. Ny plastika, izay antsoin'ny simia indraindray hoe pôlimera, dia kilasin'ny molekiola rojo lava vita amin'ny singa miverimberina fohy antsoina hoe monomera. Tsy toy ny pôlimera teo aloha mitovy tanjaka, ity fitaovana vaovao ity dia tonga amin'ny endrika fonon-taolana ihany. In-50 heny noho ny plastika tsy tantera-drano indrindra eny an-tsena ihany koa izy io. Ny lafiny iray hafa miavaka amin'ity pôlimera ity dia ny fahatsoran'ny fanamboarana azy. Ny dingana, izay atao amin'ny mari-pana ao an-trano, dia mitaky fitaovana mora vidy ihany, ary ny pôlimera dia azo vokarina betsaka amin'ny takelaka lehibe izay nanometera monja ny hateviny. Ireo mpikaroka dia mitatitra ny zavatra hitany tamin'ny 2 Febroary tao amin'ny gazety Nature.
Ny fitaovana resahina dia antsoina hoe polyamide, tambajotra misy kofehy misy singa molekiola amide (ny amide dia vondrona simika azota mifamatotra amin'ny atôma karbônina mifamatotra amin'ny oksizenina). Anisan'ny polymers toy izany ny Kevlar, fibre ampiasaina hanaovana akanjo tsy mety bala, ary Nomex, lamba tsy mety may. Tahaka ny Kevlar, ny molekiola polyamide ao amin'ny fitaovana vaovao dia mifamatotra amin'ny alalan'ny fatorana hidrôzenina manerana ny halavan'ny rojony manontolo, izay mampitombo ny tanjaky ny fitaovana amin'ny ankapobeny.
"Miraikitra toy ny Velcro izy ireo", hoy i Michael Strano, injeniera simika ao amin'ny MIT, mpanoratra voalohany. Ny fandrobana fitaovana dia tsy vitan'ny hoe manapatapaka rojo molekiola tsirairay, fa mandresy ihany koa ireo fatorana hidrôzenina goavambe izay manenika ny fonosana polymer manontolo.
Ankoatra izany, ireo pôlimera vaovao dia afaka mamorona ho azy ireo poti-javatra. Izany dia mahatonga ny fitaovana ho mora karakaraina, satria azo atao sarimihetsika manify na ampiasaina ho toy ny sosona manify amin'ny velarana. Ny pôlimera nentim-paharazana dia mirona hitombo toy ny rojo mitsivalana, na misampana sy mifandray imbetsaka amin'ny refy telo, na inona na inona fironana. Saingy ny pôlimera an'i Strano dia mitombo amin'ny fomba miavaka amin'ny 2D mba hamorona nanosheets.
“Afaka manao fanangonana zavatra amin'ny taratasy ve ianao? Hita fa amin'ny ankamaroan'ny toe-javatra dia tsy afaka manao izany ianao raha tsy efa vita ny asanay”, hoy i Strano. “Noho izany, nahita fomba fiasa vaovao izahay.” Tamin'ity asa vao haingana ity, nandresy sakana ny ekipany mba hahatanteraka ity fanangonana zavatra roa refy ity.
Ny antony mahatonga ny polyaramida hanana rafitra fisaka dia satria ny fananganana polymer dia misy mekanisma antsoina hoe templating autocatalytic: rehefa mihalava sy miraikitra amin'ny singa fanorenana monomer ny polymer, ny tambajotra polymer mitombo dia manosika ny monomer manaraka mba hitambatra amin'ny lalana marina mba hanamafisana ny firaisan'ny rafitra roa refy. Nasehon'ireo mpikaroka fa afaka mandrakotra mora foana ny polymer amin'ny vahaolana amin'ny wafers izy ireo mba hamoronana laminates santimetatra ny sakany latsaky ny 4 nanometatra ny hateviny. Izany dia efa ho iray tapitrisa amin'ny hatevin'ny taratasy birao mahazatra.
Mba handrefesana ny toetra mekanikan'ny fitaovana polymer, dia nandrefy ny hery ilaina handrobohana takelaka mihantona amin'ny fanjaitra manify ireo mpikaroka. Henjana kokoa noho ny polymer nentim-paharazana toy ny nylon, izay lamba ampiasaina hanaovana parachute ity polyamide ity. Mahavariana fa mila hery avo roa heny noho ny vy mitovy hatevina ny fanesorana ity polyamide matanjaka ity. Araka ny voalazan'i Strano, ity akora ity dia azo ampiasaina ho toy ny sosona fiarovana amin'ny veneers metaly, toy ny veneers fiara, na ho toy ny sivana hanadiovana rano. Amin'ity asa farany ity, ny fonon'ny sivana tsara indrindra dia mila manify nefa matanjaka tsara mba hiatrehana ny tsindry avo nefa tsy mamoaka loto kely sy manelingelina ao amin'ny famatsiana farany - mifanaraka tsara amin'ity fitaovana polyamide ity.
Amin'ny ho avy, manantena ny hanitatra ny fomba fanaovana polymerization amin'ny polymers samihafa mihoatra ity analog Kevlar ity i Strano. "Manodidina antsika ny polymers," hoy izy. "Manao ny zava-drehetra izy ireo." Alaivo sary an-tsaina ny mamadika karazana polymers maro samihafa, na dia ireo hafakely aza izay afaka mitondra herinaratra na hazavana, ho sarimihetsika manify izay afaka mandrakotra karazana velarana samihafa, hoy izy nanampy. "Noho ity rafitra vaovao ity, angamba azo ampiasaina ankehitriny ny karazana polymers hafa," hoy i Stano.
Ao anatin'ny tontolo voahodidin'ny plastika, manana antony hifaliana amin'ny pôlimera vaovao iray hafa izay tsy mahazatra mihitsy ny toetrany mekanika ny fiarahamonina, hoy i Strano. Tena maharitra ity aramid ity, izay midika fa afaka manolo ny plastika andavanandro isika, manomboka amin'ny loko ka hatramin'ny kitapo sy ny fonosana sakafo, amin'ny fitaovana vitsy kokoa sy matanjaka kokoa. Nanampy i Strano fa raha jerena amin'ny lafiny fampandrosoana maharitra, ity pôlimera 2D matanjaka be ity dia dingana iray mankany amin'ny lalana marina mba hanafahana izao tontolo izao amin'ny plastika.
Shi En Kim (araka ny iantsoana azy matetika hoe Kim) dia mpanoratra siansa mahaleo tena teraka tany Malezia ary mpiofana momba ny tonian-dahatsoratra Popular Science Spring 2022. Nanoratra betsaka momba ireo lohahevitra isan-karazany izy, manomboka amin'ny fampiasana hafahafa ny tranon-kala—olombelona na ny hala mihitsy—ka hatramin'ny mpanangona fako any amin'ny habakabaka.
Mbola tsy tonga eny amin'ny Gara Iraisam-pirenena momba ny Habakabaka ny sambon-danitra Starliner an'ny Boeing, saingy manantena ny amin'ny hisian'ny sidina andrana fahatelo ireo manam-pahaizana.
Mpandray anjara amin'ny Programan'ny Mpiara-miasa amin'ny Amazon Services LLC izahay, programa dokam-barotra mpiara-miasa natao hanomezana fomba iray hahazoanay sarany amin'ny alàlan'ny rohy mankany amin'ny Amazon.com sy ireo tranonkala mifandray aminy. Ny fisoratana anarana na fampiasana ity tranonkala ity dia midika ho fanekena ny Fepetran'ny Serivisy.
Fotoana fandefasana: 19 Mey 2022