Ученые создали уникальный полимер в 2 раза прочнее стали

Новый материал, созданный при помощи нового процесса полимеризации инженерами из MIT, это 2D-полимер, который сам собирается в листы, а не в длинные, макаронообразные цепочки, как все прочие полимеры. До сих пор ученые полагали, что делать из них двумерные полотнища невозможно. Более того, технология позволяет выпускать этот прочный и легкий материал большими партиями.

Полимеры славятся своим многообразием, взять хотя бы виды пластмасс. Под микроскопом они выглядят обычно как волнистые нити — одномерные цепочки мономеров — но им можно придавать трехмерные формы. Однако заставить полимеры образовать двухмерные листы оказалось на удивление трудно, пишет New Atlas. Некоторым группам исследователей это удавалось, но получившиеся материалы оказывались недостаточно прочными или лишенными других важных свойств.

Специалисты из MIT разработали новый метод производства, позволяющий создавать из полимерных нитей плоские листы, не жертвуя прочностью. Ученые начали с мономера меламина, состоящего из атомов углерода и азота. В растворе и при определенных условиях эти молекулы растут вширь, приобретая форму дисков, которые затем формируют слои, соединенные углеродными связями.

«Вместо того чтобы делать молекулы в виде спагетти, мы можем сделать простыню из молекул, заставив их сцепиться между собой в двух измерениях, — сказал Майкл Страно, старший исследователь. — Этот механизм происходит спонтанно в растворе, и после того как мы синтезировали этот материал, мы легко можем применить метод покрытия цинтрифугированием, чтобы пленка стала невероятно прочной».

Материал назвали 2DPA-1, и он обладает рядом впечатляющих свойств. Несмотря на то, что он крайне тонкий и легкий, по прочности он в два раза превосходит сталь, а для того, чтобы деформировать его, придется приложить в шесть раз больше усилий, чем в случае пуленепробиваемого стекла. Кроме того, он полностью непроницаем для газов и жидкостей.

Такие характеристики делают 2DPA-1 отличным защитным покрытием для деталей автомобилей, электроники, а также, как ни странно, подходящим строительным материалом.

Технология производства полимера легко масштабируется и может использоваться для изготовления других типов материалов.