Помните меламин? Это печально известная «добавка к сухому молоку», но, что удивительно, ее можно «трансформировать».

2 февраля в ведущем международном научном журнале Nature была опубликована исследовательская статья, в которой утверждается, что, к большому удивлению людей, из меламина можно превратить материал, который тверже стали и легче пластика. Статья была опубликована командой под руководством известного ученого-материаловеда Майкла Страно, профессора кафедры химической инженерии Массачусетского технологического института, а первым автором был научный сотрудник Ювэй Цзэн.

Сообщается, что они назвалиматериал вполучен из меламина 2DPA-1, двумерного полимера, который самособирается в листы, образуя менее плотный, но чрезвычайно прочный высококачественный материал, на который были поданы два патента.

Меламин, широко известный как диметиламин, представляет собой белый моноклинный кристалл, похожий на молочный порошок.

Меламин безвкусен и мало растворим в воде, а также в метаноле, формальдегиде, уксусной кислоте, глицерине, пиридине и т. д. Нерастворим в ацетоне и эфире. Он вреден для человеческого организма, и Китай, и ВОЗ указали, что меламин не следует использовать в пищевой промышленности или в качестве пищевых добавок, но на самом деле меламин по-прежнему очень важен в качестве химического сырья и строительного сырья, особенно в красках, лаках, пластины, клеи и другие продукты имеют множество применений.

Молекулярная формула меламина C3H6N6, молекулярная масса 126,12. Благодаря его химической формуле мы можем знать, что меламин содержит три элемента: углерод, водород и азот, и имеет структуру углеродных и азотистых колец, а ученые из Массачусетского технологического института в своих экспериментах обнаружили, что мономеры этих молекул меламина могут расти в двух измерениях при соответствующих условиях. Водородные связи в молекулах будут скреплены вместе, заставляя их образовывать форму диска при постоянной укладке, точно так же, как гексагональная структура, образованная двумерным графеном. , и это Структура очень стабильна и прочна, поэтому в руках учёных меламин превращается в высококачественный двумерный лист, называемый полиамидом.

По словам Страно, этот материал также несложно производить, и его можно производить самопроизвольно в растворе, из которого позже можно удалить пленку 2DPA-1, что обеспечивает простой способ изготовления чрезвычайно прочного, но тонкого материала в больших количествах.

Исследователи обнаружили, что новый материал имеет модуль упругости, меру силы, необходимой для деформации, в четыре-шесть раз больше, чем у пуленепробиваемого стекла. Они также обнаружили, что, несмотря на то, что полимер в шесть раз плотнее стали, он имеет в два раза больший предел текучести или силу, необходимую для разрушения материала.

Еще одним важным свойством материала является его воздухонепроницаемость. В то время как другие полимеры состоят из скрученных цепей с промежутками, через которые может выходить газ, новый материал состоит из мономеров, которые слипаются, как кубики Лего, и молекулы не могут пройти между ними.

Это позволяет нам создавать ультратонкие покрытия, полностью устойчивые к проникновению воды и газа», — рассказали ученые. Этот тип барьерного покрытия можно использовать для защиты металлов в автомобилях и других транспортных средствах, а также для защиты стальных конструкций».

Сейчас исследователи более детально изучают, как из этого конкретного полимера можно сформировать двумерные листы, и пытаются изменить его молекулярный состав для создания других типов новых материалов.

Понятно, что этот материал очень востребован, и если его можно будет производить массово, это может привести к серьезным изменениям в автомобильной, аэрокосмической и баллистической защите. Особенно в области транспортных средств на новых источниках энергии, хотя многие страны планируют отказаться от транспортных средств, работающих на топливе, после 2035 года, но нынешний ассортимент транспортных средств на новых источниках энергии по-прежнему остается проблемой. Если этот новый материал можно будет использовать в автомобильной сфере, это означает, что вес транспортных средств на новых источниках энергии будет значительно уменьшен, а также уменьшены потери мощности, что косвенно улучшит запас хода транспортных средств на новых источниках энергии.