ఈ కొత్త పదార్థం, మెలమైన్తో తయారు చేయబడిన ఒక ద్విమితీయ పాలిమర్. ఇది, ఏకమితీయ, స్పఘెట్టి లాంటి గొలుసులను ఏర్పరిచే మిగతా పాలిమర్లలా కాకుండా, స్వయంగా పలకలుగా ఏర్పడుతుంది. ఇప్పటివరకు, పాలిమర్లను 2D పలకలుగా ఏర్పరచడం అసాధ్యమని శాస్త్రవేత్తలు నమ్మేవారు.
అటువంటి పదార్థాన్ని కారు భాగాలు లేదా సెల్ ఫోన్లకు తేలికైన, మన్నికైన పూతగా లేదా వంతెనలు లేదా ఇతర నిర్మాణాలకు నిర్మాణ సామగ్రిగా ఉపయోగించవచ్చు అని MITలోని కార్బన్ పి. డబ్స్ కెమికల్ ఇంజనీరింగ్ ప్రొఫెసర్ మరియు కొత్త అధ్యయనం యొక్క సీనియర్ రచయిత మైఖేల్ స్ట్రానో చెప్పారు.
"ప్లాస్టిక్లను భవనానికి మద్దతుగా ఉపయోగించవచ్చని మేము సాధారణంగా అనుకోము, కానీ ఈ పదార్థంతో, మీరు కొత్త వస్తువులను ప్రారంభించవచ్చు" అని ఆయన చెప్పారు. "ఇది చాలా అసాధారణ లక్షణాలను కలిగి ఉంది మరియు మేము దాని గురించి చాలా సంతోషిస్తున్నాము."
నేచర్ పత్రికలో నేడు ప్రచురితమైన ఒక వ్యాసంలో తాము వివరించిన, ఆ పదార్థాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించిన ప్రక్రియపై పరిశోధకులు రెండు పేటెంట్ల కోసం దరఖాస్తు చేసుకున్నారు . ఈ అధ్యయనానికి MIT పోస్ట్డాక్ యువెన్ జెంగ్ ప్రధాన రచయితగా ఉన్నారు.
రెండు కొలతలు
అన్ని ప్లాస్టిక్లను కలిగి ఉన్న పాలిమర్లు, మోనోమర్లు అని పిలువబడే బిల్డింగ్ బ్లాక్ల గొలుసులను కలిగి ఉంటాయి. ఈ గొలుసులు వాటి చివర్లలో కొత్త అణువులను జోడించడం ద్వారా పెరుగుతాయి. ఏర్పడిన తర్వాత, పాలిమర్లను ఇంజెక్షన్ మోల్డింగ్ ఉపయోగించి నీటి సీసాలు వంటి త్రిమితీయ వస్తువులుగా ఆకృతి చేయవచ్చు.
పాలిమర్ శాస్త్రవేత్తలు చాలా కాలంగా పాలిమర్లను ద్విమితీయ షీట్గా పెరగడానికి ప్రేరేపించగలిగితే, అవి చాలా బలమైన, తేలికైన పదార్థాలను ఏర్పరుస్తాయని పరికల్పన చేస్తున్నారు. అయితే, ఈ రంగంలో అనేక దశాబ్దాలుగా చేసిన కృషి అటువంటి షీట్లను సృష్టించడం అసాధ్యమని నిర్ధారణకు వచ్చింది. దీనికి ఒక కారణం ఏమిటంటే, పెరుగుతున్న షీట్ యొక్క విమానం నుండి కేవలం ఒక మోనోమర్ పైకి లేదా క్రిందికి తిరుగుతుంటే, పదార్థం మూడు కోణాలలో విస్తరించడం ప్రారంభమవుతుంది మరియు షీట్ లాంటి నిర్మాణం పోతుంది.
అయితే, కొత్త అధ్యయనంలో, స్ట్రానో మరియు అతని సహచరులు పాలిమరైజేషన్ ప్రక్రియను ముందుకు తెచ్చారు, ఇది పాలియరమైడ్ అనే రెండు డైమెన్షనల్ షీట్ను ఉత్పత్తి చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. మోనోమర్ బిల్డింగ్ బ్లాక్ల కోసం, వారు మెలమైన్ అనే సమ్మేళనాన్ని ఉపయోగిస్తారు, ఇందులో కార్బన్ మరియు నైట్రోజన్ అణువుల వలయం ఉంటుంది. సరైన పరిస్థితులలో, ఈ మోనోమర్లు రెండు డైమెన్షనల్లలో పెరుగుతాయి, డిస్క్లను ఏర్పరుస్తాయి. ఈ డిస్క్లు ఒకదానిపై ఒకటి పేర్చబడి, పొరల మధ్య హైడ్రోజన్ బంధాల ద్వారా కలిసి ఉంటాయి, ఇది నిర్మాణాన్ని చాలా స్థిరంగా మరియు బలంగా చేస్తుంది.
"స్పఘెట్టి లాంటి అణువును తయారు చేయడానికి బదులుగా, మనం ఒక షీట్ లాంటి పరమాణు విమానం తయారు చేయవచ్చు, అక్కడ అణువులు రెండు కోణాలలో తమను తాము కట్టిపడేసుకుంటాయి" అని స్ట్రానో చెప్పారు. "ఈ విధానం ద్రావణంలో ఆకస్మికంగా జరుగుతుంది మరియు మనం పదార్థాన్ని సంశ్లేషణ చేసిన తర్వాత, అసాధారణంగా బలంగా ఉండే సన్నని పొరలను సులభంగా స్పిన్-కోట్ చేయవచ్చు."
ఈ పదార్థం ద్రావణంలో స్వయంగా సమావేశమవుతుంది కాబట్టి, ప్రారంభ పదార్థాల పరిమాణాన్ని పెంచడం ద్వారా దీనిని పెద్ద పరిమాణంలో తయారు చేయవచ్చు. పరిశోధకులు ఉపరితలాలను పదార్థం యొక్క ఫిల్మ్లతో పూత పూయవచ్చని చూపించారు, దీనిని వారు 2DPA-1 అని పిలుస్తారు.
"ఈ పురోగతితో, మనకు ప్లానార్ అణువులు ఉన్నాయి, అవి చాలా బలమైన, కానీ చాలా సన్నని పదార్థంగా మారడం చాలా సులభం అవుతుంది" అని స్ట్రానో చెప్పారు.
కాంతి కానీ బలమైన
కొత్త పదార్థం యొక్క సాగే మాడ్యులస్ - ఒక పదార్థాన్ని వికృతీకరించడానికి ఎంత శక్తి అవసరమో కొలిచే కొలత - బుల్లెట్ ప్రూఫ్ గాజు కంటే నాలుగు నుండి ఆరు రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుందని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు. పదార్థం ఉక్కు సాంద్రతలో ఆరవ వంతు మాత్రమే ఉన్నప్పటికీ, దాని దిగుబడి బలం లేదా పదార్థాన్ని విచ్ఛిన్నం చేయడానికి ఎంత శక్తి అవసరమో ఉక్కు కంటే రెండింతలు ఉంటుందని వారు కనుగొన్నారు.
2DPA-1 యొక్క మరో ముఖ్య లక్షణం ఏమిటంటే ఇది వాయువులకు అభేద్యంగా ఉంటుంది. ఇతర పాలిమర్లు వాయువులు చొచ్చుకుపోయేలా చేసే అంతరాలు కలిగిన చుట్టబడిన గొలుసుల నుండి తయారవుతాయి, కొత్త పదార్థం LEGOల వలె కలిసి లాక్ అయ్యే మోనోమర్ల నుండి తయారవుతుంది మరియు అణువులు వాటి మధ్య ప్రవేశించలేవు.
"ఇది నీరు లేదా వాయువులు లోపలికి రాకుండా పూర్తిగా నిరోధించే అల్ట్రాథిన్ పూతలను సృష్టించడానికి మాకు వీలు కల్పిస్తుంది" అని స్ట్రానో చెప్పారు. "ఈ రకమైన అవరోధ పూతను కార్లు మరియు ఇతర వాహనాలు లేదా ఉక్కు నిర్మాణాలలో లోహాన్ని రక్షించడానికి ఉపయోగించవచ్చు."
ఈ ప్రత్యేకమైన పాలిమర్ 2D షీట్లను ఎలా ఏర్పరచగలదో స్ట్రానో మరియు అతని విద్యార్థులు ఇప్పుడు మరింత వివరంగా అధ్యయనం చేస్తున్నారు మరియు ఇతర రకాల నవల పదార్థాలను సృష్టించడానికి దాని పరమాణు అలంకరణను మార్చడంపై వారు ప్రయోగాలు చేస్తున్నారు.
ఈ పరిశోధనకు US డిపార్ట్మెంట్ ఆఫ్ ఎనర్జీ ఆఫీస్ ఆఫ్ సైన్స్ స్పాన్సర్ చేసిన ఎనర్జీ ఫ్రాంటియర్ రీసెర్చ్ సెంటర్ అయిన సెంటర్ ఫర్ ఎన్హాన్స్డ్ నానోఫ్లూయిడ్ ట్రాన్స్పోర్ట్ (CENT) మరియు ఆర్మీ రీసెర్చ్ లాబొరేటరీ నిధులు సమకూర్చాయి.
ఉక్కు కన్నా బలమైన కొత్త తేలికపాటి పదార్థం: అసాధ్యమని భావించిన ఒక ఘనకార్యం ఫలితమే ఈ కొత్త పదార్థం: ఒక పదార్థాన్ని రెండు కోణాలలో పాలిమరైజ్ చేయడం — సైన్స్ డైలీ
వార్తల పరిచయం:
ఇమెయిల్: [ఇమెయిల్ రక్షించబడింది]
టెల్: + 86-28-8411-1861