ایرنا: ساخت یک ماده جدید به سختی فولاد و چگالی بسیار کمتر

ایرنا: ساخت یک ماده جدید به سختی فولاد و چگالی بسیار کمتر : عنوان 
1400/11/19 : تاریخ انتشار
تولید ماده جدید به سختی فولاد و سبکی پلاستیک «مایکل استرانو» استاد مهندسی شیمی در موسسه فناوری ماساچوست و نویسنده ارشد یک مطالعه جدید در زمینه نحوه تولید این ماده جدید، گفت: «این ماده را می‌توان به راحتی در مقادیر زیاد تولید و از آن در تولید پوشش‌های سبک برای اتومبیل و تلفن تا بلوک‌های ساختمانی و سازه‌های عظیم مانند پل‌ها استفاده کرد.» به گفته محققان MIT، این ماده چند برابر قوی‌تر از شیشه ضدگلوله است و میزان نیروی موردنیاز برای شکستن آن دو برابر فولاد است، این در حالی است که چگالی این ماده تنها یک ششم فولاد است. محققان این کار را با توسعه فرآیند جدیدی برای تشکیل پلیمرها انجام می‌دهند. پلاستیک‌ها به همراه لاستیک و شیشه نمونه‌ای از پلیمرها هستند. پلیمرها اساساً زنجیره‌ای از مولکول‌های منفرد به نام مونومر هستند که از طریق پیوندهای شیمیایی به یکدیگر متصل شده‌اند. این ماده از لایه‌هایی از صفحات مولکولی کوچک تشکیل شده‌ است که به منظور تشکیل صفحات روی هم قرار می‌گیرد. هر لایه توسط پیوندهای هیدروژنی به هم متصل می‌شود که آن را قوی و سبک می‌کند. مدت‌ها تصور می‌شد پلیمرهای تشکیل‌ شده از ورقه‌های دو بعدی را می‌توان برای ساخت مواد بسیار سبک‌وزن استفاده کرد، اما محققان بر این باور بودند که این کار غیرممکن است و علت آن نیز این است که فقط یک مونومر از صفحه در حال رشد ورق پیچانده می‌شود تا کل مواد شکل دلخواه خود را از دست بدهد. همچنین بخوانید: 10 پرسش بی پاسخ درباره ماده تاریک برای غلبه بر این مشکل، محققان موسسه فناوری ماساچوست از ترکیبی به نام ملامین استفاده کردند که از حلقه‌هایی از کربن و نیتروژن تشکیل شده است و معمولا برای ساخت ظروف پلاستیکی استفاده می‌شود. محققان متوجه شدند که تحت شرایط مناسب، مونومرهای موجود در ملامین را می‌توان برای رشد دیسک‌های دو بعدی کوچکی که روی هم قرار می‌گیرند، استفاده کرد و هر لایه توسط پیوندهای هیدروژنی به هم متصل می‌شود و آن را بسیار قوی و پایدار می‌کند. این ماده دارای یک مدول کشسان است که آن را ۴ تا ۶ برابر محکم‌تر از شیشه ضدگلوله می‌کند. مدول کشسان، کمیتی است که میزان مقاومت ماده نسبت به تغییر شکل کشسان (برگشت‌پذیر) تحت تنش اعمالی را اندازه‌گیری می‌کند. در همین حال، نیروی موردنیاز برای شکستن پلیمر، دو برابر فولاد است.