Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) разработали революционный полимерный материал, который по легкости не уступает пластику, но по прочности превосходит сталь. Для его создания используется технология, ранее считавшаяся невозможной, при этом ученые обещают возможность производить вещество в больших количествах, достаточных для нужд строительства, автомобильного производства и электроники.
Полимеры – это универсальные материалы, наиболее известным примером которых являются пластмассы. Под микроскопом все виды полимеров выглядят как нити – извивающиеся цепочки звеньев (мономеры), которые превращают в трехмерные объекты с помощью литья под давлением.
Американские ученые решили очень сложную задачу – разработали новый метод полимеризации, который заставляет молекулы самостоятельно формироваться в двухмерные листы. Они использовали меламин как мономер, имеющий структуру из углеродных и азотных колец. При нахождении в специальном растворе эти молекулы разрастаются в стороны в форме дисков, которые затем укладываются друг на друга, при этом водородные связи удерживают слои вместе.
Команда ученых MIT назвала материал 2DPA-1 и приписывает ему несколько исключительных свойств. Несмотря на то, полимер очень тонкий и легкий, предел текучести материала в два раза выше, чем у стали, а для его деформации требуется в шесть раз больше усилий, чем для деформации пуленепробиваемого стекла. Он также абсолютно непроницаем для газов и жидкостей.
Имея такие характеристики, 2DPA-1 может стать легким, крепким, водонепроницаемым материалом для создания корпусов электронных устройств (смартфонов), или использоваться как сверхпрочное барьерное покрытие для защиты металла в автомобилях или других стальных конструкциях в строительстве.
«Обычно мы не думаем о пластике как о строительном материале, но 2DPA-1 позволит создавать абсолютно новые вещи. У нас есть плоские молекулы, которые будет намного легче превратить в сверхпрочный, но чрезвычайно тонкий материал, и мы очень этому рады», — заявил руководитель проекта Майкл Страно в журнале Nature.
