Pevnejší než oceľ, no stále neuveriteľne ľahký: Objavili inžinieri materiál budúcnosti?
— 06/02/2022 15:25 Správy Technológie
Nový druh polyméru vznikol pomocou procesu, ktorý sa donedávna považoval za nemožný.
Zdroj: Unsplash(the blowup), MIT(Christine Daniloff)
Ľahký ako plast, pevnejší než oceľ a dá sa jednoducho vyrobiť vo veľkých množstvách. To sú hlavné charakteristiky nového polyméru, ktorý vyrobili inžinieri z inštitútu MIT, píše portál SciTech Daily.
Nová látka je dvojdimenzionálny polymér, ktorý sa skladá do listov, na rozdiel od všetkých ostatných polymérov, ktoré vytvárajú jednodimenzionálne štruktúry pripomínajúce miniatúrnu reťaz. Nový materiál by mohol nájsť využitie pri výrobe smartfónov, alebo ako stavebný materiál pre mosty, či iné druhy stavieb.
„Je to zvláštne, pretože plasty nevnímame ako vhodné stavebné materiály. Nový polymér má veľmi nezvyčajné vlastnosti a mohol by byť využitý v širokom spektre rôznych priemyslov,“ vyjadril sa Michael Strano z inštitútu MIT.
Polyméry sú tvorené zo stavebných kameňov, označujúcich sa ako monoméry. Tie vytvoria reťaze, ktoré môžu byť dlhšie, ak sa na ich konce pridajú ďalšie molekuly. Keď vzniknú polyméry, následne môžu byť vyformované do 3D objektov, ako napríklad plastových fliaš. Vedci zaoberajúci sa tvorbou polymérov tvrdili, že ak dokážu vytvoriť polyméry schopné rásť do dvojdimenzionálnych listov, vytvoria extrémne silný, no ľahký materiál.
Problém bol v tom, že až donedávna sa predpokladalo, že ide o nemožnú úlohu. V minulosti sa vedci o také niečo pokúšali niekoľkokrát, no ich snahy vždy skončili neúspechom. Najväčším problémom bolo, že proces mohol byť zničený len jedným nepodareným monomérom. Ak sa totiž vychýlil, celý materiál sa začal rozširovať do 3D priestoru a jedinečná listová štruktúra bola tým pádom zničená.
Jedinečné vlastnosti Nový polymerizačný proces ale ukázal, že je možné vytvoriť listové štruktúry z monomérov. Na to využili vedci látku s názvom melamín. Tá sa skladá z uhlíkového prstenca a atómov vodíka. Pomocou tejto látky sa im podarilo vytvoriť 2D list, ktorý sa nazýva polyaramid. Za správnych podmienok totiž dokážu melamínové štruktúry vytvoriť okrúhly disk. Následne sa tieto disky navrstvia na seba a držia pokope pomocou vodíkových väzieb medzi vrstvami. To robí výslednú štruktúru mimoriadne silnou.
Vedci zároveň zistili, že v prípade potreby môžu pokryť rôzne objekty pevným filmom tohto materiálu. V budúcnosti by sa tak mohol nový polymér využiť aj ako pevné nátery pre autá. Na to, aby ste dokázali nový polymér rozbiť potrebujete dvakrát toľko sily ako v prípade ocele.
Ďalšou zaujímavou vlastnosťou je nepriepustnosť plynov. Iné polyméry umožňujú plynom, aby cez ne prešli, no táto nová a pevná forma, ktorá sa označuje ako 2DPA-1, neprepustí žiaden plyn. V budúcnosti by tak mohol byť materiál použitý na ochranu kovov pred vodou, či plynom. Vedci momentálne skúmajú nový druh polyméru a pozrú sa aj na to, ako ho využiť pri tvorbe ďalších typov materiálov.