Ix-xjentisti ħolqu plastik ekwivalenti għall-azzar — b'saħħtu iżda mhux tqil. Il-plastik, li l-kimiċi xi kultant isejħulu polimeri, huma klassi ta' molekuli b'katina twila magħmula minn unitajiet qosra ripetuti msejħa monomeri. B'differenza mill-polimeri preċedenti tal-istess saħħa, il-materjal il-ġdid jiġi biss f'forma ta' membrana. Huwa wkoll 50 darba aktar ermetiku mill-aktar plastik impermeabbli fis-suq. Aspett notevoli ieħor ta' dan il-polimeru huwa s-sempliċità tas-sintesi tiegħu. Il-proċess, li jseħħ f'temperatura tal-kamra, jeħtieġ biss materjali rħas, u l-polimeru jista' jiġi prodott bil-massa f'folji kbar li huma ħoxnin biss nanometri. Ir-riċerkaturi jirrappurtaw is-sejbiet tagħhom fit-2 ta' Frar fil-ġurnal Nature.
Il-materjal inkwistjoni jissejjaħ poliamide, netwerk bil-kamin ta' unitajiet molekulari tal-amide (l-amidi huma gruppi kimiċi tan-nitroġenu mwaħħla ma' atomi tal-karbonju marbuta mal-ossiġnu). Polimeri bħal dawn jinkludu Kevlar, fibra użata biex tagħmel ġlekkijiet kontra l-balal, u Nomex, drapp reżistenti għan-nar. Bħal Kevlar, il-molekuli tal-poliamide fil-materjal il-ġdid huma marbuta ma' xulxin permezz ta' bonds tal-idroġenu tul it-tul kollu tal-katini tagħhom, li jtejjeb is-saħħa ġenerali tal-materjal.
“Jwaħħlu flimkien bħal Velcro,” qal l-awtur ewlieni Michael Strano, inġinier kimiku tal-MIT. It-tqattigħ tal-materjali jeħtieġ mhux biss li jinkisru ktajjen molekulari individwali, iżda wkoll li jingħelbu l-bonds ġganti tal-idroġenu intermolekulari li jippenetraw il-grupp kollu tal-polimeri.
Barra minn hekk, il-polimeri l-ġodda jistgħu awtomatikament jiffurmaw qxur. Dan jagħmel il-materjal faċli biex jiġi pproċessat, peress li jista' jsir f'films irqaq jew jintuża bħala kisi tal-wiċċ b'film irqiq. Il-polimeri tradizzjonali għandhom it-tendenza li jikbru bħala ktajjen lineari, jew ripetutament jifferrgħu u jgħaqqdu fi tliet dimensjonijiet, irrispettivament mill-orjentazzjoni. Iżda l-polimeri ta' Strano jikbru b'mod uniku f'2D biex jiffurmaw nanosheets.
“Tista’ tiġbor fuq biċċa karta? Jirriżulta li, fil-biċċa l-kbira tal-każijiet, ma tistax tagħmel dan qabel ma jsir ix-xogħol tagħna,” qal Strano. “Għalhekk, sibna mekkaniżmu ġdid.” F’dan ix-xogħol reċenti, it-tim tiegħu għeleb ostaklu biex jagħmel din l-aggregazzjoni bidimensjonali possibbli.
Ir-raġuni għaliex il-poliaramidi għandhom struttura planari hija li s-sintesi tal-polimeri tinvolvi mekkaniżmu msejjaħ templating awtokatalitiku: hekk kif il-polimeru jittawwal u jeħel mal-blokki tal-bini tal-monomeri, in-netwerk tal-polimeri li qed jikber jikkaġuna lill-monomeri sussegwenti biex jingħaqdu biss fid-direzzjoni t-tajba biex isaħħu l-għaqda tal-istruttura bidimensjonali. Ir-riċerkaturi wrew li faċilment setgħu jiksi l-polimeru f'soluzzjoni fuq wejfers biex joħolqu laminati wesgħin pulzier b'ħxuna ta' inqas minn 4 nanometri. Dak huwa kważi miljun il-ħxuna tal-karta tal-uffiċċju regolari.
Biex jikkwantifikaw il-proprjetajiet mekkaniċi tal-materjal polimeriku, ir-riċerkaturi kejlu l-forza meħtieġa biex iħaffru toqob f'folja ta' materjal sospiża b'labra fina. Din il-poliamide hija tabilħaqq aktar iebsa minn polimeri tradizzjonali bħan-najlon, id-drapp użat biex isiru l-paraxuts. Ta' min jinnota li tieħu d-doppju tal-forza biex tħoll din il-poliamide super-qawwija milli tieħu l-azzar tal-istess ħxuna. Skont Strano, is-sustanza tista' tintuża bħala kisi protettiv fuq uċuħ tal-metall, bħal fuljetti tal-karozzi, jew bħala filtru biex tippurifika l-ilma. Fl-aħħar funzjoni, il-membrana tal-filtru ideali trid tkun irqiqa iżda b'saħħitha biżżejjed biex tiflaħ pressjonijiet għoljin mingħajr ma tnixxi kontaminanti żgħar u ta' fastidju fil-provvista finali tagħna - tajbin perfett għal dan il-materjal tal-poliamide.
Fil-futur, Strano jittama li jestendi l-metodu ta’ polimerizzazzjoni għal polimeri differenti lil hinn minn dan l-analogu tal-Kevlar. “Il-polimeri huma kullimkien madwarna,” qal. “Jagħmlu kollox.” Immaġina li ddawwar ħafna tipi differenti ta’ polimeri, anke dawk eżotiċi li jistgħu jikkonduċu l-elettriku jew id-dawl, f’films irqaq li jistgħu jkopru varjetà ta’ uċuħ, iżid jgħid. “Minħabba dan il-mekkaniżmu ġdid, forsi issa jistgħu jintużaw tipi oħra ta’ polimeri,” qal Stano.
F’dinja mdawra bil-plastik, is-soċjetà għandha raġuni biex tkun eċċitata dwar polimeru ġdid ieħor li l-proprjetajiet mekkaniċi tiegħu huma kollox ħlief ordinarji, qal Strano. Dan l-aramid huwa estremament durabbli, li jfisser li nistgħu nissostitwixxu l-plastik ta’ kuljum, minn żebgħa għal basktijiet għal ippakkjar tal-ikel, b’materjali inqas u aktar b’saħħithom. Strano żied jgħid li mill-perspettiva tas-sostenibbiltà, dan il-polimeru 2D super-qawwi huwa pass fid-direzzjoni t-tajba biex id-dinja tinħeles mill-plastik.
Shi En Kim (kif ġeneralment tissejjaħ Kim) hija kittieba tax-xjenza freelance mwielda fil-Malasja u intern editorjali ta' Popular Science Spring 2022. Hija kitbet b'mod estensiv dwar suġġetti li jvarjaw mill-użi strambi tal-għanqbut—bnedmin jew il-brimb infushom—sal dawk li jiġbru ż-żibel fl-ispazju.
Il-vettura spazjali Starliner ta’ Boeing għadha ma laħqitx l-Istazzjon Spazjali Internazzjonali, iżda l-esperti huma ottimisti dwar it-tielet titjira ta’ prova.
Aħna parteċipanti fil-Programm tal-Assoċjati tas-Servizzi LLC tal-Amazon, programm ta' reklamar affiljat imfassal biex jipprovdilna mod kif naqilgħu tariffi billi nikkollegaw ma' Amazon.com u siti affiljati. Ir-reġistrazzjoni jew l-użu ta' dan is-sit jikkostitwixxi aċċettazzjoni tat-Termini ta' Servizz tagħna.
Ħin tal-posta: 19 ta' Mejju 2022