Olimlar po'latga teng keladigan plastmassani yaratdilar - mustahkam, ammo og'ir emas. Kimyogarlar ba'zan polimerlar deb ataydigan plastmassalar monomerlar deb ataladigan qisqa takrorlanuvchi birliklardan tashkil topgan uzun zanjirli molekulalar sinfidir. Xuddi shu mustahkamlikdagi avvalgi polimerlardan farqli o'laroq, yangi material faqat membrana shaklida keladi. Shuningdek, u bozordagi eng o'tkazmaydigan plastmassadan 50 baravar ko'proq havo o'tkazmaydi. Ushbu polimerning yana bir diqqatga sazovor jihati uning sintezining soddaligidir. Xona haroratida sodir bo'ladigan jarayon faqat arzon materiallarni talab qiladi va polimerni atigi nanometr qalinlikdagi katta varaqlarda ommaviy ishlab chiqarish mumkin. Tadqiqotchilar o'z topilmalarini 2-fevral kuni Nature jurnalida e'lon qilishdi.
Ushbu material poliamid deb ataladi, bu amid molekulyar birliklarining tishli tarmog'i (amidlar kislorod bilan bog'langan uglerod atomlariga biriktirilgan azot kimyoviy guruhlari). Bunday polimerlarga o'q o'tkazmaydigan nimchalar tayyorlash uchun ishlatiladigan tola Kevlar va olovga chidamli mato Nomex kiradi. Kevlar singari, yangi materialdagi poliamid molekulalari ham zanjirlarining butun uzunligi bo'ylab vodorod bog'lanishlari orqali bir-biriga bog'langan, bu esa materialning umumiy mustahkamligini oshiradi.
"Ular Velcro kabi bir-biriga yopishadi", dedi MIT kimyo muhandisi, yetakchi muallif Maykl Strano. Materiallarni yirtish nafaqat alohida molekulyar zanjirlarni uzishni, balki butun polimer bog'lamini o'rab turgan ulkan molekulalararo vodorod bog'lanishlarini ham yengishni talab qiladi.
Bundan tashqari, yangi polimerlar avtomatik ravishda yoriqlar hosil qilishi mumkin. Bu materialni qayta ishlashni osonlashtiradi, chunki uni yupqa plyonkalarga aylantirish yoki yupqa plyonkali sirt qoplamasi sifatida ishlatish mumkin. An'anaviy polimerlar yo'nalishidan qat'i nazar, chiziqli zanjirlar shaklida o'sishga yoki uch o'lchamda qayta-qayta tarmoqlanishga va bog'lanishga moyildirlar. Ammo Strano polimerlari 2D formatida noyob tarzda o'sib, nanoslaydlarni hosil qiladi.
“Qogʻozga agregat qila olasizmi? Maʼlum boʻlishicha, aksariyat hollarda bizning ishimiz tugagunga qadar buni qila olmaysiz”, dedi Strano. “Shunday qilib, biz yangi mexanizm topdik”. Yaqinda ishlagan ushbu ishda uning jamoasi bu ikki oʻlchovli agregatlashni amalga oshirish uchun toʻsiqni yengib oʻtdi.
Poliaramidlarning tekis tuzilishga ega bo'lishining sababi shundaki, polimer sintezi avtokatalitik shablonlash deb ataladigan mexanizmni o'z ichiga oladi: polimer cho'zilib, monomer qurilish bloklariga yopishib qolganda, o'sib borayotgan polimer tarmog'i keyingi monomerlarni ikki o'lchovli strukturaning birlashishini kuchaytirish uchun faqat to'g'ri yo'nalishda birlashishga undaydi. Tadqiqotchilar polimerni eritmadagi plastinkalarga osongina qoplash orqali qalinligi 4 nanometrdan kam bo'lgan dyuym kenglikdagi laminatlar yaratish mumkinligini ko'rsatdilar. Bu oddiy ofis qog'ozining qalinligidan deyarli milliondan bir qismiga teng.
Polimer materialining mexanik xususiyatlarini aniqlash uchun tadqiqotchilar osilgan material varag'ida ingichka igna bilan teshik ochish uchun zarur bo'lgan kuchni o'lchadilar. Bu poliamid haqiqatan ham parashyutlar tayyorlash uchun ishlatiladigan mato bo'lgan neylon kabi an'anaviy polimerlarga qaraganda qattiqroq. Ajablanarlisi shundaki, bu juda kuchli poliamidni ochish uchun bir xil qalinlikdagi po'latga qaraganda ikki baravar ko'p kuch talab etiladi. Stranoning so'zlariga ko'ra, modda avtomobil qoplamalari kabi metall yuzalarda himoya qoplamasi yoki suvni tozalash uchun filtr sifatida ishlatilishi mumkin. Ikkinchi funksiyada ideal filtr membranasi yupqa, ammo kichik, bezovta qiluvchi ifloslantiruvchi moddalarni oxirgi ta'minotimizga oqib chiqmasdan yuqori bosimga bardosh bera oladigan darajada kuchli bo'lishi kerak - bu poliamid materiali uchun juda mos keladi.
Kelajakda Strano polimerizatsiya usulini ushbu Kevlar analogidan tashqari boshqa polimerlarga ham kengaytirishga umid qilmoqda. “Polimerlar bizning atrofimizda”, dedi u. “Ular hamma narsani qilishadi”. Tasavvur qiling-a, turli xil polimerlar, hatto elektr yoki yorug'likni o'tkaza oladigan ekzotik polimerlar ham turli sirtlarni qoplaydigan yupqa plyonkalarga aylantiriladi, deb qo'shimcha qiladi u. “Ushbu yangi mexanizm tufayli endi boshqa turdagi polimerlardan ham foydalanish mumkin”, dedi Stano.
Stranoning so'zlariga ko'ra, plastmassalar bilan o'ralgan dunyoda jamiyat mexanik xususiyatlari oddiy bo'lmagan yana bir yangi polimer haqida hayajonlanish uchun asosga ega. Bu aramid juda bardoshli, ya'ni biz bo'yoqlardan tortib paketlar va oziq-ovqat qadoqlashlarigacha bo'lgan kundalik plastmassalarni kamroq va kuchliroq materiallar bilan almashtirishimiz mumkin. Stranoning qo'shimcha qilishicha, barqarorlik nuqtai nazaridan, bu juda kuchli 2D polimer dunyoni plastmassadan ozod qilish uchun to'g'ri yo'nalishdagi qadamdir.
Shi En Kim (odatda uni Kim deb atashadi) Malayziyada tug'ilgan mustaqil ilmiy yozuvchi va 2022-yil bahorgi "Popular Science" jurnalining muharrir stajyoridir. U o'rgimchak to'rlaridan - odamlar yoki o'rgimchaklarning o'zlaridan - g'alati foydalanishdan tortib, kosmosdagi axlat yig'uvchilargacha bo'lgan mavzularda ko'p yozgan.
Boeing’ning Starliner kosmik kemasi hali Xalqaro kosmik stansiyaga yetib bormagan, ammo mutaxassislar uchinchi sinov parvozi haqida optimistik fikrda.
Biz Amazon Services LLC Associates dasturida ishtirok etamiz, bu Amazon.com va unga aloqador saytlarga havolalar orqali to'lovlarni olish imkonini beruvchi hamkorlik reklama dasturi. Ushbu saytda ro'yxatdan o'tish yoki undan foydalanish bizning Xizmat ko'rsatish shartlarimizni qabul qilishni anglatadi.
Nashr vaqti: 2022-yil 19-may