Эрдэмтэд гантай дүйцэхүйц бат бөх боловч хүнд биш хуванцар бүтээжээ. Химичдийн заримдаа полимер гэж нэрлэдэг хуванцар нь мономер гэж нэрлэгддэг богино давтагдах нэгжүүдээс бүрдсэн урт гинжин молекулуудын ангилал юм. Өмнөх ижил бат бөх полимерүүдээс ялгаатай нь шинэ материал нь зөвхөн мембран хэлбэрээр ирдэг. Энэ нь зах зээл дээрх хамгийн нэвчилтгүй хуванцараас 50 дахин илүү агаар нэвтрүүлдэггүй. Энэхүү полимерийн бас нэгэн онцлох тал нь синтезийн энгийн байдал юм. Өрөөний температурт явагддаг процесст зөвхөн хямд материал шаардлагатай бөгөөд полимерийг зөвхөн нанометр зузаантай том хуудсан дээр олноор үйлдвэрлэх боломжтой. Судлаачид өөрсдийн олдвороо 2-р сарын 2-нд Nature сэтгүүлд мэдээлжээ.
Асуудалтай байгаа материалыг полиамид гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь амидын молекулын нэгжийн урсгалтай сүлжээ юм (амидууд нь хүчилтөрөгчтэй холбогдсон нүүрстөрөгчийн атомуудтай холбогдсон азотын химийн бүлгүүд юм). Ийм полимерүүдэд сум нэвтэрдэггүй хантааз хийхэд ашигладаг шилэн Kevlar болон галд тэсвэртэй даавуу Nomex орно. Kevlar-тай адил шинэ материалын полиамидын молекулууд нь гинжнийхээ бүх уртын дагуу устөрөгчийн холбоогоор хоорондоо холбогддог бөгөөд энэ нь материалын нийт бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг.
"Тэд Velcro шиг хоорондоо наалддаг" гэж MIT-ийн химийн инженер, гол зохиогч Майкл Страно хэлэв. Материалыг урах нь зөвхөн бие даасан молекулын гинжийг таслахаас гадна полимер багцыг бүхэлд нь нэвт шингээдэг аварга том молекул хоорондын устөрөгчийн холбоог даван туулахыг шаарддаг.
Үүнээс гадна, шинэ полимерүүд автоматаар хальс үүсгэх боломжтой. Энэ нь материалыг боловсруулахад хялбар болгодог, учир нь үүнийг нимгэн хальс болгон хийж эсвэл нимгэн хальсан гадаргуугийн бүрхүүл болгон ашиглаж болно. Уламжлалт полимерүүд нь чиглэлээс үл хамааран шугаман гинж хэлбэрээр ургадаг эсвэл гурван хэмжээст давтан салаалж, холбоос үүсгэдэг. Гэхдээ Strano-ийн полимерүүд 2 хэмжээст хэлбэрээр өвөрмөц аргаар ургаж, нано хуудас үүсгэдэг.
"Та цаасан дээр нэгтгэж чадах уу? Ихэнх тохиолдолд бидний ажил дуустал та үүнийг хийж чадахгүй нь тодорхой болсон" гэж Страно хэлэв. "Тиймээс бид шинэ механизм олсон." Саяхны энэхүү ажилд түүний баг энэхүү хоёр хэмжээст нэгтгэлийг боломжтой болгохын тулд саад бэрхшээлийг даван туулсан.
Полиарамидууд хавтгай бүтэцтэй байдаг шалтгаан нь полимер нийлэгжилт нь автокаталитик загварчлал гэж нэрлэгддэг механизмыг агуулдагт оршино: полимер уртасч, мономерын барилгын блокуудад наалддаг тул өсөн нэмэгдэж буй полимер сүлжээ нь дараагийн мономеруудыг зөвхөн зөв чиглэлд нэгдэхийг өдөөж, хоёр хэмжээст бүтцийн нэгдлийг бэхжүүлдэг. Судлаачид уусмал дахь полимерийг вафли дээр амархан бүрж, 4 нанометрээс бага зузаантай инчийн өргөнтэй ламинат үүсгэж болохыг харуулсан. Энэ нь ердийн оффисын цаасны бараг нэг сая дахин зузаан юм.
Полимер материалын механик шинж чанарыг тоон үзүүлэлтээр тодорхойлохын тулд судлаачид нимгэн зүүгээр дүүжин материалын хуудсан дээр нүх гаргахад шаардагдах хүчийг хэмжжээ. Энэхүү полиамид нь шүхэр хийхэд ашигладаг даавуу болох нейлон зэрэг уламжлалт полимерүүдээс үнэхээр хатуу юм. Гайхалтай нь энэхүү хэт бат бөх полиамидыг тайлахад ижил зузаантай гангаас хоёр дахин их хүч шаардагддаг. Страногийн хэлснээр уг бодисыг машины өнгөлгөө гэх мэт металл гадаргуу дээр хамгаалалтын бүрхүүл болгон ашиглах эсвэл ус цэвэршүүлэх шүүлтүүр болгон ашиглаж болно. Сүүлийн функцэд хамгийн тохиромжтой шүүлтүүрийн мембран нь нимгэн боловч өндөр даралтыг тэсвэрлэх хангалттай хүчтэй байх шаардлагатай бөгөөд жижиг, хортой бохирдуулагчийг эцсийн хангамж руугаа оруулахгүй байх шаардлагатай бөгөөд энэ нь энэхүү полиамидын материалд төгс тохирно.
Ирээдүйд Страно энэхүү Кевлар аналогиас гадна өөр өөр полимерүүдэд полимержих аргыг өргөжүүлэхийг хүсч байна. "Полимерүүд бидний эргэн тойронд хаа сайгүй байдаг" гэж тэр хэлэв. "Тэд бүх зүйлийг хийдэг." Цахилгаан эсвэл гэрлийг дамжуулж чаддаг чамин олон төрлийн полимерийг янз бүрийн гадаргууг бүрхэж чадах нимгэн хальс болгон хувиргаж байна гэж тэр нэмж хэлэв. "Энэхүү шинэ механизмын ачаар одоо өөр төрлийн полимерийг ашиглаж болно" гэж Стано хэлэв.
Хуванцар материалаар хүрээлэгдсэн дэлхийд нийгэм механик шинж чанар нь ердийнхөөс өөр өөр шинэ полимерт баярлах шалтгаантай гэж Страно хэлэв. Энэхүү арамид нь маш бат бөх бөгөөд энэ нь бид будагнаас эхлээд уут, хүнсний сав баглаа боодол хүртэл өдөр тутмын хуванцарыг цөөн, илүү бат бөх материалаар сольж чадна гэсэн үг юм. Тогтвортой байдлын үүднээс авч үзвэл энэхүү хэт хүчтэй 2 хэмжээст полимер нь дэлхийг хуванцараас чөлөөлөх зөв чиглэлд хийсэн алхам гэж Страно нэмж хэлэв.
Ши Эн Ким (ихэвчлэн түүнийг Ким гэж нэрлэдэг) бол Малайзад төрсөн чөлөөт шинжлэх ухааны зохиолч бөгөөд 2022 оны "Popular Science Spring" сэтгүүлийн редакцийн дадлагажигч юм. Тэрээр аалзны торны хачин хэрэглээнээс эхлээд сансарт хог түүдэг хүмүүс хүртэл олон сэдвээр олон зүйл бичсэн.
Боинг компанийн Старлайнер сансрын хөлөг Олон улсын сансрын станцад хараахан хүрээгүй байгаа ч шинжээчид гурав дахь туршилтын нислэгийн талаар өөдрөг үзэлтэй байна.
Бид Amazon Services LLC-ийн Хамтрагчдын Хөтөлбөрт оролцогч бөгөөд энэ нь Amazon.com болон түүнтэй холбоотой сайтууд руу холбоос оруулснаар төлбөр авах боломжийг олгох зорилготой түншлэлийн зар сурталчилгааны хөтөлбөр юм. Энэ сайтад бүртгүүлэх эсвэл ашиглах нь манай Үйлчилгээний Нөхцлийг хүлээн зөвшөөрч байгаа хэрэг юм.
Нийтэлсэн цаг: 2022 оны 5-р сарын 19