Pamiętacie melaminę?To niesławny „dodatek do mleka w proszku”, który jednak, co zaskakujące, można go „przekształcić”.

2 lutego w „Nature”, wiodącym międzynarodowym czasopiśmie naukowym, opublikowano artykuł badawczy, w którym stwierdzono, że z melaminy można uzyskać materiał twardszy od stali i lżejszy od plastiku, ku wielkiemu zaskoczeniu ludzi.Artykuł został opublikowany przez zespół kierowany przez znanego materiałoznawcę Michaela Strano, profesora na Wydziale Inżynierii Chemicznej w Massachusetts Institute of Technology, a pierwszym autorem był pracownik naukowy ze stopniem doktora Yuwei Zeng.

Podobno nazwalimateriał wwentylowany z melaminy 2DPA-1, dwuwymiarowego polimeru, który samoorganizuje się w arkusze, tworząc mniej gęsty, ale niezwykle mocny materiał wysokiej jakości, na który złożono dwa patenty.

Melamina, powszechnie znana jako dimetyloamina, to biały, jednoskośny kryształ, który wygląda podobnie do mleka

Melamina jest bez smaku i słabo rozpuszczalna w wodzie, ale także w metanolu, formaldehydzie, kwasie octowym, glicerynie, pirydynie itp. Jest nierozpuszczalna w acetonie i eterze.Jest szkodliwa dla organizmu ludzkiego i zarówno Chiny, jak i WHO określiły, że melaminy nie należy stosować w przetwórstwie żywności ani dodatkach do żywności, choć w rzeczywistości melamina jest nadal bardzo ważna jako surowiec chemiczny i budowlany, zwłaszcza w farbach, lakierach, płyty, kleje i inne produkty mają mnóstwo zastosowań.

Wzór cząsteczkowy melaminy to C3H6N6, a masa cząsteczkowa wynosi 126,12.Dzięki swojemu wzorowi chemicznemu możemy wiedzieć, że melamina zawiera trzy pierwiastki, węgiel, wodór i azot, oraz zawiera strukturę pierścieni węglowych i azotowych, a naukowcy z MIT odkryli w swoich eksperymentach, że te monomery cząsteczek melaminy mogą rosnąć w dwóch wymiarach w odpowiednich warunkach warunkach, a wiązania wodorowe w cząsteczkach zostaną ze sobą połączone, czyniąc je stałymi. Wiązania wodorowe w cząsteczkach zostaną ze sobą połączone, tworząc kształt dysku w stałym ułożeniu, podobnie jak sześciokątna struktura utworzona przez dwuwymiarowy grafen , a ta struktura jest bardzo stabilna i mocna, dlatego w rękach naukowców melamina przekształca się w wysokiej jakości dwuwymiarowy arkusz zwany poliamidem.

Materiał jest również nieskomplikowany w produkcji, powiedział Strano i można go wytwarzać samoistnie w roztworze, z którego można później usunąć folię 2DPA-1, co zapewnia łatwy sposób wytwarzania niezwykle wytrzymałego, a jednocześnie cienkiego materiału w dużych ilościach.

Naukowcy odkryli, że nowy materiał ma moduł sprężystości, będący miarą siły wymaganej do odkształcenia, od czterech do sześciu razy większy niż w przypadku szkła kuloodpornego.Odkryli również, że chociaż polimer ma jedną szóstą gęstości od stali, ma dwukrotnie większą granicę plastyczności, czyli siłę wymaganą do rozerwania materiału.

Kolejną kluczową właściwością materiału jest jego szczelność.Podczas gdy inne polimery składają się ze skręconych łańcuchów ze szczelinami, przez które może uciekać gaz, nowy materiał składa się z monomerów, które sklejają się jak klocki Lego, a cząsteczki nie mogą się między nimi przedostać.

Dzięki temu możemy tworzyć ultracienkie powłoki, które są całkowicie odporne na przenikanie wody czy gazu” – twierdzą naukowcy.Ten rodzaj powłoki barierowej można zastosować do ochrony metali w samochodach i innych pojazdach lub konstrukcjach stalowych.”

Teraz naukowcy bardziej szczegółowo badają, w jaki sposób ten konkretny polimer można uformować w dwuwymiarowe arkusze i próbują zmienić jego skład molekularny, aby stworzyć inne rodzaje nowych materiałów.

Oczywiste jest, że materiał ten jest wysoce pożądany i jeśli uda mu się go wyprodukować masowo, może przynieść poważne zmiany w dziedzinie motoryzacji, lotnictwa i ochrony balistycznej.Zwłaszcza w dziedzinie pojazdów wykorzystujących nowe źródła energii, chociaż wiele krajów planuje wycofanie pojazdów napędzanych paliwem po 2035 r., jednak obecna gama pojazdów wykorzystujących nowe źródła energii nadal stanowi problem.Jeśli ten nowy materiał będzie mógł zostać zastosowany w motoryzacji, będzie to oznaczać, że masa nowych pojazdów energetycznych zostanie znacznie zmniejszona, ale także zmniejszone zostaną straty mocy, co pośrednio poprawi zasięg nowych pojazdów energetycznych.