Leicht und stärker als Stahl

Chemieingenieure des Massachusetts Institut für Technologie Haben mit Einem Neuartigen -Polymerisationsverfahen ein Material Geschaffen, Das Stärker Als Stahl und So Lowt Wie Kunstoff ist und problemlos in morgen. Das Neue Material ist ein Zweidimensionales Polymer, Das sich im Gegensatz Zu Allen Anderen Polyrenen, Die Eindimensionale, Spaghettiartige Ketten Bilden, Selbst Zu Platten Zusackensetzt. BISHER Glaubten WISSENCaftler, Dass ES UNMöglich SEI, Polymere Zur bildung von 2d-platten zu Induzieren. Mithilfe eines neuartigen Polymerisationsprozesses, Chemieingenieure am Massachusetts Institute of Technology haben ein Material erzeugt, das stärker als Stahl ist und als Plastik als Plastik hergestellt und hergestellt werden kann und hergestellt werden kann und hergestellt werden kann und hergestellt werden kann und hergestellt werden kann, und hergestellt werden können. leicht in großen Mengen. Das neue Material ist ein zweidimensionales Polymer, das sich im Gegensatz zu allen anderen Polymeren, die eindimensionale Spaghettilike-Ketten bilden, sich selbst in Blätter einbauen. Bisher hatten Wissenschaftler geglaubt, dass es unmöglich sei, Polymere zu 2D -Blättern zu bilden. Ein solches Material könnte als leichte, langlebige Beschichtung oder als Baumaterial verwendet werden, sagte Michael Strano, Professor für Chemieingenieurwesen am MIT und Senior Autor der Studie. “Wir denken normalerweise nicht an Kunststoffe als etwas, mit dem Sie ein Gebäude unterstützen könnten, sondern mit diesem Material können Sie neue Dinge aktivieren”, sagte er. “Es hat sehr ungewöhnliche Eigenschaften und wir freuen uns sehr.” Die Forscher haben zwei Patente über den Prozess eingereicht, mit dem das Material erzeugt wird. MIT Postdoc Yuwen Zeng ist führender Autor der Studie. Das neue Material ist ein zweidimensionales Polymer, das sich in Blätter selbst einsetzt und als leichte, langlebige Beschichtung oder als Baustoff verwendet werden kann. Polymerfilm mit freundlicher Genehmigung der Forscher; Christine Daniloff, MIT -Polymere, zu denen alle Kunststoffe gehören, bestehen aus Ketten von Bausteinen, die als Monomere bezeichnet werden. Diese Ketten wachsen, indem sie Molekülen zu ihren Enden hinzufügen. Sobald sich die gebildete Form gebildet hat, können Polymere unter Verwendung von Injektionsformungen in dreidimensionale Objekte geformt werden. Polymerwissenschaftler haben sich lange angenommen, dass Polymere, wenn sie induziert werden könnten, zu einem zweidimensionalen Blech, extrem starke, leichte Materialien bilden sollten. Viele Jahrzehnte der Arbeit in diesem Bereich führten jedoch zu dem Schluss, dass es unmöglich war, solche Blätter zu schaffen. Ein Grund dafür war, dass das Material, wenn sich nur ein Monomer nach oben oder unten dreht, aus der Ebene eines wachsenden Blattes in drei Abmessungen ausgeht und die blechartige Struktur verloren geht. In der neuen Studie entwickelten Strano und seine Kollegen jedoch einen Polymerisationsprozess, der es ihnen ermöglicht, ein zweidimensionales Blatt namens Polyaramid zu erzeugen. Für Monomerbausteine ​​verwenden sie eine Verbindung namens Melamin, die einen Ring aus Kohlenstoff- und Stickstoffatomen enthält. Unter den richtigen Bedingungen können diese Monomere in zwei Dimensionen wachsen und Scheiben bilden. Diese Scheiben stapeln sich aufeinander, die durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Schichten zusammengehalten werden und die die Struktur sehr stabil und stark machen. “Anstatt ein Spaghettilike -Molekül zu machen, können wir eine schichtmolekulare Ebene herstellen, auf der wir Moleküle in zwei Dimensionen zusammenhängen”, sagte er. “Dieser Mechanismus erfolgt spontan in Lösung, und nachdem wir das Material synthetisiert haben, können wir leicht dünne Filme spinnen, die außerordentlich stark sind.” Da das Material selbst in Lösung in Lösung organisiert, kann es in großen Mengen hergestellt werden, indem sie einfach die Menge der Ausgangsmaterialien erhöht. Die Forscher zeigten, dass sie Oberflächen mit Filmen des Materials beschichten konnten, die sie 2DPA-1 bezeichnen. “Mit diesem Fortschritt”, sagte Strano, “haben wir planare Moleküle, die viel einfacher zu einem sehr starken, aber extrem dünnen Material zu gestalten sind.” Er und seine Schüler studieren ausführlicher, wie dieses bestimmte Polymer 2D -Blätter bilden kann, und experimentieren damit, sein molekulares Make -up zu ändern, um andere Arten neuer Materialien zu erstellen. – Anne Trafton, Massachusetts Institute of Technology