Home » Știință » O invenție considerată imposibilă până acum. Cercetătorii au creat un material mai puternic decât oțelul

O invenție considerată imposibilă până acum. Cercetătorii au creat un material mai puternic decât oțelul

Publicat: 10.02.2022
O invenție considerată imposibilă până acum. Cercetătorii au creat un material mai puternic decât oțelul
Sursa: Christine Daniloff/MIT

Inginerii au realizat un noul material, un polimer bidimensional care se asamblează în foi și ar putea fi folosit ca un strat de acoperire ușor și durabil pentru piese de mașini sau telefoane mobile, sau ca material de construcție pentru poduri sau alte structuri.

Folosind un proces de polimerizare nou, cercetătorii de la MIT au creat un material care este mai rezistent decât oțelul, dar la fel de ușor ca plasticul și care poate fi fabricat cu ușurință în cantități mari.

Noul material este un polimer bidimensional care se auto-asamblează în foi, spre deosebire de toți ceilalți polimeri, care formează lanțuri unidimensionale, asemănătoare spaghetelor. Până acum, oamenii de știință credeau că este imposibil ca polimerii să formeze foi 2D.

Cum am putea utiliza noul material?

„Un astfel de material ar putea fi folosit ca un strat de acoperire ușor și durabil pentru piesele auto sau telefoanele mobile, sau ca material de construcție pentru poduri sau alte structuri”, spune Michael Strano, profesor Carbon P. Dubbs de inginerie chimică la MIT și autor principal al noului studiu. Cercetătorii descriu întregul proces într-o lucrare apărută în Nature.

Polimerii, care includ toate materialele plastice, sunt formați din lanțuri de monomeri. Aceste lanțuri cresc prin adăugarea de noi molecule la capetele lor. Odată formați, polimerii pot fi modelați în obiecte tridimensionale, cum ar fi sticlele de apă pe care le folosim zilnic.

Oamenii de știință au emis de mult timp ipoteza că, dacă polimerii ar putea crește într-o foaie bidimensională, ar trebui să formeze materiale extrem de rezistente și ușoare. Cu toate acestea, cercetările au dus la concluzia că era imposibil să se creeze astfel de foi.

Cercetătorii au propus un nou proces de polimerizare

Unul dintre motive a fost acela că, dacă un singur monomer se rotește în sus sau în jos, în afara planului foii, materialul va începe să se extindă în trei dimensiuni și structura de tip foaie se va pierde.

Cu toate acestea, în noul studiu, Strano și colegii săi au propus un nou proces de polimerizare care le permite să genereze o foaie bidimensională numită poliaramidă. De asemenea, ei folosesc un compus numit melamină, care conține un inel de atomi de carbon și azot. În condițiile potrivite, acești monomeri pot crește în două dimensiuni, formând discuri.

Aceste discuri se suprapun unele peste altele, menținându-se împreună prin legături de hidrogen între straturi, ceea ce face ca structura să fie foarte stabilă și rezistentă.

În plus, materialul poate fi fabricat în cantități mari, iar cercetătorii au arătat că pot acoperi suprafețele cu pelicule din acest material, pe care îl numesc 2DPA-1.

Ușor, dar puternic

„Cu acest progres, avem molecule plane care vor fi mult mai ușor de modelat într-un material foarte rezistent, dar extrem de subțire”, spune Strano.

Cercetătorii au descoperit că elasticitatea noului material este de patru până la șase ori mai mare decât cel al sticlei antiglonț. De asemenea, ei au descoperit că rezistența sa este de două ori mai mare decât cea a oțelului, chiar dacă materialul are doar o șesime din densitatea acestuia.

Matthew Tirrell, decan al Școlii Pritzker de Inginerie Moleculară de la Universitatea din Chicago, spune că noua tehnică „întruchipează o chimie foarte creativă pentru a realiza acești polimeri 2D legați”.

„Un aspect important al acestor noi polimeri este faptul că sunt ușor de prelucrat în soluție, ceea ce va facilita numeroase aplicații noi în care este important un raport ridicat între rezistență și greutate, cum ar fi noi materiale compozite sau bariere de difuzie”, spune Tirrell.

Vă recomandăm să citiți și:

Cercetătorii germani au creat celule osoase din celule stem cu ajutorul polimerilor

A fost creată tehnica ce poate produce prima imagine la scală atomică a unui polimer

Regenerarea nervilor este posibilă cu ajutorul polimerilor şi proteinelor

Un polimer reciclabil ”la infinit” are proprietăţile practice ale plasticului

Mihaela Horchidan
Mihaela Horchidan
Mihaela și-a finalizat studiile la Facultatea de Jurnalism și Științele Comunicării din cadrul Universității din București, având experiență în presa online și radio. Curiozitatea, dorința de a afla cât mai multe și pasiunea pentru istorie, ştiinţă şi natură au condus-o către Descopera.ro citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Ce s-a întâmplat în „croaziera morții” care a recuperat cadavrele de pe epava Titanicului?
Ce s-a întâmplat în „croaziera morții” care a recuperat cadavrele de pe epava Titanicului?
Câte încredere mai are lumea în planurile lui Vladimir Putin?
Câte încredere mai are lumea în planurile lui Vladimir Putin?
Turiștii români nu lasă bacșiș la hotel. Ce uită cel mai des în cameră?
Turiștii români nu lasă bacșiș la hotel. Ce uită cel mai des în cameră?
Mai puțină carne în meniul summitului G7 din Germania
Mai puțină carne în meniul summitului G7 din Germania
„Atletul lui Dumnezeu”, care a contribuit la prăbuşirea comunismului
„Atletul lui Dumnezeu”, care a contribuit la prăbuşirea comunismului
Cum va fi vremea în luna iulie? Meteorologii anunță temperaturi caniculare și ploi puține
Cum va fi vremea în luna iulie? Meteorologii anunță temperaturi caniculare și ploi puține
Riscurile ca SUA şi Europa să intre în recesiune au crescut brusc
Riscurile ca SUA şi Europa să intre în recesiune au crescut brusc
Surprize în topul mondial al orașelor care oferă cele mai bune condiții locuitorilor
Surprize în topul mondial al orașelor care oferă cele mai bune condiții locuitorilor
Topul oraşelor cu cel mai ridicat nivel de trai din lume în 2022
Topul oraşelor cu cel mai ridicat nivel de trai din lume în 2022
O amuletă romană în formă de falus a fost descoperită în Marea Britanie. Iată povestea pandantivului
O amuletă romană în formă de falus a fost descoperită în Marea Britanie. Iată povestea pandantivului
Un fizician susține că ne-am putea trezi pe Marte datorită fizicii cuantice. „Improbabil nu înseamnă imposibil“
Un fizician susține că ne-am putea trezi pe Marte datorită fizicii cuantice. „Improbabil nu înseamnă imposibil“
Amprenta vieții pe Marte ar fi fost descoperită în zona arctică din Canada
Amprenta vieții pe Marte ar fi fost descoperită în zona arctică din Canada
Veninul de șarpe ar putea salva vieți și vindeca răni. Ce au realizat oamenii de știință?
Veninul de șarpe ar putea salva vieți și vindeca răni. Ce au realizat oamenii de știință?
Arheologii au descoperit dovezi vechi de 600.000 de ani despre primii locuitori ai Marii Britanii
Arheologii au descoperit dovezi vechi de 600.000 de ani despre primii locuitori ai Marii Britanii
Istoria avortului în Statele Unite ale Americii, mai complicată decât ai crede
Istoria avortului în Statele Unite ale Americii, mai complicată decât ai crede
Specialiștii au „vindecat” un atac de cord prin regenerarea celulelor musculare
Specialiștii au „vindecat” un atac de cord prin regenerarea celulelor musculare
Un ucigaș străvechi devine rapid rezistent la antibiotice, avertizează oamenii de știință
Un ucigaș străvechi devine rapid rezistent la antibiotice, avertizează oamenii de știință
O cometă uriașă va trece pe lângă Pământ. Cum putem să o observăm?
O cometă uriașă va trece pe lângă Pământ. Cum putem să o observăm?