Инженеры Массачусетского технологического института разработали новый сверхтонкий и сверхпрочный материал, который легко производить в больших количествах. Этот двумерный полимер, получивший название 2DPA-1, можно наносить центрифугированием на тонкие пленки, после чего они приобретают необычайную прочность. До сих пор ученые считали, что заставить полимеры формировать двумерные листы невозможно, сообщается на сайте института.
«Такой материал можно использовать в качестве легкого и прочного покрытия для автомобильных деталей или сотовых телефонов, а также в качестве строительного материала для мостов или других конструкций», — отметил профессор института и ведущий автор разработки Майкл Страно.
Молекулы полимеров (к которым относятся все пластмассы), состоят из так называемых строительных блоков — простых молекул мономеров. В процессе полимеризации блоки соединяются друг с другом и выстраиваются в одномерные цепи. Впоследствии полимеры можно с помощью литья под давлением преобразовать в трехмерные объекты, бутылки для воды, например.
Ученые давно предполагали, что если бы полимеры удалось заставить вырасти в двумерный лист, они образовали бы чрезвычайно прочные и легкие материалы. Несколько десятилетий ушло на подобные эксперименты. Страно и его коллеги придумали новый процесс полимеризации — полиарамид. В качестве мономерных строительных блоков они использовали соединение меламин, которое содержит кольцо из атомов углерода и азота. При правильных условиях эти мономеры могут расти в двух измерениях, образуя диски. Эти диски укладываются друг на друга, скрепленные водородными связями между слоями, что делает структуру очень стабильной и прочной.
Ученые утверждают, что модуль упругости нового материала — показатель силы, необходимой для деформации, — в четыре-шесть раз выше, чем у пуленепробиваемого стекла, а сила, необходимая для разрушения материала, в два раза выше, чем у стали, хотя материал имеет лишь одну шестую ее плотности. Новый материал также водо- и газонепроницаем.
Ранее «Эксперт» писал, что в МГУ изобрели полимерный композиционный материал с уникальными свойствами, который заменит алюминий и титан при изготовлении деталей двигателей самолетов и ракет. Из такого материала можно создавать конструкции и детали для использования при экстремально высоких температурах, до 400-450С. До этого они делались исключительно из металлов.
