Памятаеце меламін? Гэта сумнавядомая «дабаўка да сухога малака», але, як ні дзіўна, яе можна «трансфармаваць».

2 лютага ў вядучым міжнародным навуковым часопісе Nature была апублікаваная навуковая праца, у якой сцвярджалася, што меламін можна ператварыць у матэрыял, які будзе цвярдзейшы за сталь і лягчэйшы за пластык, што вельмі здзівіла людзей. Артыкул быў апублікаваны групай даследчыкаў пад кіраўніцтвам вядомага вучонага-матэрыялолага Майкла Страно, прафесара кафедры хімічнай інжынерыі Масачусецкага тэхналагічнага інстытута, а першым аўтарам быў дактарант Юйвэй Цзэн.

Паведамляецца, што яны назваліматэрыял уатрыманы з меламіну 2DPA-1, двухмернага палімера, які самазбіраецца ў лісты, утвараючы менш шчыльны, але надзвычай трывалы, высакаякасны матэрыял, на які было пададзена два патэнты.

Меламін, шырока вядомы як дыметыламін, — гэта белы монаклінны крышталь, падобны на малочны пласціну.

Меламін безгустоўны і мала раствараецца ў вадзе, а таксама ў метаноле, фармальдэгіде, воцатнай кіслаце, гліцэрыне, пірыдыне і г.д. Ён не раствараецца ў ацэтоне і эфіры. Ён шкодны для арганізма чалавека, і Кітай, і СААЗ забаранілі выкарыстоўваць меламін у харчовай прамысловасці або ў якасці харчовых дабавак. Насамрэч, меламін усё яшчэ вельмі важны як хімічная і будаўнічая сыравіна, асабліва ў фарбах, лаках, плітах, клеях і іншых прадуктах, якія маюць шырокае прымяненне.

Малекулярная формула меламіну — C3H6N6, а малекулярная маса — 126,12. З яго хімічнай формулы мы можам ведаць, што меламін змяшчае тры элементы: вуглярод, вадарод і азот, і мае структуру вугляродных і азотных кольцаў. Навукоўцы з Масачусецкага тэхналагічнага інстытута ў сваіх эксперыментах выявілі, што гэтыя манамеры малекул меламіну могуць расці ў двух вымярэннях пры адпаведных умовах, і вадародныя сувязі ў малекулах будуць фіксаваны разам, робячы іх пастаяннымі. Вадародныя сувязі ў малекулах будуць фіксаваны разам, робячы іх дыскападобнымі пры пастаянным складанні, гэтак жа, як шасцігранная структура, утвораная двухмерным графенам, і гэтая структура вельмі стабільная і трывалая, таму ў руках навукоўцаў меламін ператвараецца ў высакаякасны двухмерны ліст пад назвай поліамід.

Па словах Страно, матэрыял таксама нескладаны ў вытворчасці і можа быць атрыманы самаадвольна ў растворы, з якога пазней можна выдаліць плёнку 2DPA-1, што забяспечвае просты спосаб вырабу надзвычай трывалага, але тонкага матэрыялу ў вялікіх колькасцях.

Даследчыкі выявілі, што новы матэрыял мае модуль пругкасці, меру сілы, неабходнай для дэфармацыі, які ў чатыры-шэсць разоў большы, чым у куленепрабівальнага шкла. Яны таксама выявілі, што, нягледзячы на ​​тое, што шчыльнасць палімера складае адну шостую ад шчыльнасці сталі, ён мае ўдвая большую мяжу цякучасці, або сілу, неабходную для разбурэння матэрыялу.

Яшчэ адна ключавая ўласцівасць матэрыялу — яго герметычнасць. У той час як іншыя палімеры складаюцца з вітых ланцугоў з прамежкамі, праз якія можа выходзіць газ, новы матэрыял складаецца з манамераў, якія зліпаюцца, як кубікі Lego, і малекулы не могуць прайсці паміж імі.

«Гэта дазваляе нам ствараць ультратонкія пакрыцці, якія цалкам устойлівыя да пранікнення вады ці газу», — заявілі навукоўцы. Гэты тып бар'ернага пакрыцця можна выкарыстоўваць для абароны металаў у аўтамабілях і іншых транспартных сродках або сталёвых канструкцыях».

Зараз даследчыкі больш падрабязна вывучаюць, як гэты канкрэтны палімер можна фармаваць у двухмерныя лісты, і спрабуюць змяніць яго малекулярны склад для стварэння іншых тыпаў новых матэрыялаў.

Зразумела, што гэты матэрыял вельмі запатрабаваны, і калі яго можна будзе вырабляць масава, ён можа прынесці значныя змены ў аўтамабільную, аэракасмічную і балістычную абарону. Асабліва ў галіне транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі, хоць многія краіны плануюць паступова адмовіцца ад транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі пасля 2035 года, цяперашні асартымент транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі ўсё яшчэ застаецца праблемай. Калі гэты новы матэрыял можна будзе выкарыстоўваць у аўтамабільнай галіне, гэта азначае, што вага транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі значна зменшыцца, а таксама зменшаць страты магутнасці, што ўскосна палепшыць запас ходу транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі.