Mocny jak stal i lekki jak piórko - taki jest nowoczesny plastik
Chociaż zdajemy sobie sprawę z faktu, jak szkodliwy jest dla środowiska, po prostu nie jesteśmy w stanie się od niego uwolnić. Plastik jest obecnie bezkonkurencyjny w niektórych zastosowaniach, a właśnie zyskał jeszcze ciekawsze właściwości.
Polimery to bardzo zróżnicowane materiały, a jednymi z najbardziej znanych są oczywiście tworzywa sztuczne, z których powszechnie korzystamy w medycynie, elektronice, transporcie, opakowaniach, gospodarstwach domowych, kosmetyce, meblarstwie, budownictwie i wielu innych dziedzinach.
Teraz mogą być zaś jeszcze bardziej użyteczne, bo doczekały się interesującej “aktualizacji". Inżynierowie MIT opracowali nowy ultracienki materiał, który jest lekki jak plastik, ale jednocześnie tak wytrzymały jak stal a wszystko za sprawą technologii wytwarzania, która wydawała się wcześniej niemożliwa.
Zazwyczaj nie myślimy o tworzywach sztucznych jako czymś, co mogłoby podpierać budynek, ale z tym materiałem możliwe są nowe rzeczy
Nowe tworzywo sztuczne to rewolucja dla wielu dziedzin
Kiedy przyjrzymy się polimerom pod mikroskopem, to zauważymy, że te są jednowymiarowymi łańcuchami, składającymi się z jednostek zwanych monomerami. Poprzez odpowiednie technologie produkcji, np. formowanie wtryskowe, można je wprawdzie połączyć w trójwymiarowe struktury, ale zmuszenie ich do połączenia się celem stworzenia dwuwymiarowych arkuszy jest zaskakująco trudne.
Słyszeliśmy już wcześniej o "udanych" próbach, ale najczęściej ich efektem były materiały pełne wad, przez które materiały traciły swoje cenne właściwości, np. wytrzymałość. Wygląda więc na to, że naukowcy MIT dokonali prawdziwego przełomu, bo ich nowa metoda działa i na dodatek faktycznie poprawia właściwości produkowanego tworzywa.
Zespół zaczął swoje eksperymenty od melaminy, która składa się z pierścieni węgla i azotu. W roztworze wystawionym na odpowiednie warunki, cząsteczki te rosną na boki, przybierając formę dysków. Te układają się jeden na drugim, utrzymywane przez wiązania wodorowe, co zapewnia stabilność konstrukcji.
Zamiast produkować cząsteczki w kształcie spaghetti, stworzyliśmy płaszczyznę molekularną, w ramach której cząsteczki mogą łączyć się w dwóch wymiarach. Wszystko odbywa się spontanicznie w roztworze, więc kiedy dokonamy syntezy materiału, możemy łatwo powlec go cienką, ale bardzo wytrzymałą warstwą
Zespół nazwał swój materiał 2DPA-1 i dokładnie opisał jego imponujące właściwości - ten jest cienki i ultralekki, ale jednocześnie dwukrtonie bije stal pod względem wytrzymałości i wymaga do deformacji 6 razy więcej siły niż szkło kuloodporne. Co więcej, zupełnie nie przepuszcza gazu i płynów, dzięki czemu może posłużyć do produkcji wytrzymałych i odpornych na warunki atmosferyczne materiałów o bardzo wszechstronnym zastosowaniu, od materiałów budowlanych po obudowy smartfonów.
