Θυμάστε τη μελαμίνη; Είναι το περιβόητο «πρόσθετο γάλακτος σε σκόνη», αλλά παραδόξως, μπορεί να «μεταμορφωθεί».

Στις 2 Φεβρουαρίου, δημοσιεύτηκε μια ερευνητική εργασία στο Nature, το κορυφαίο διεθνές επιστημονικό περιοδικό, που ισχυριζόταν ότι η μελαμίνη μπορεί να γίνει ένα υλικό που είναι πιο σκληρό από τον χάλυβα και ελαφρύτερο από το πλαστικό, προς μεγάλη έκπληξη των ανθρώπων. Η εργασία δημοσιεύτηκε από μια ομάδα με επικεφαλής τον διάσημο επιστήμονα υλικών Michael Strano, καθηγητή στο Τμήμα Χημικής Μηχανικής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, και ο πρώτος συγγραφέας ήταν ο μεταδιδακτορικός συνεργάτης Yuwei Zeng.

Σύμφωνα με πληροφορίες ονόμασαν τουλικό σεαεριζόμενο από μελαμίνη 2DPA-1, ένα δισδιάστατο πολυμερές που αυτοσυναρμολογείται σε φύλλα για να σχηματίσει ένα λιγότερο πυκνό αλλά εξαιρετικά ισχυρό, υψηλής ποιότητας υλικό, για το οποίο έχουν κατατεθεί δύο διπλώματα ευρεσιτεχνίας.

Η μελαμίνη, κοινώς γνωστή ως διμεθυλαμίνη, είναι ένας λευκός μονοκλινικός κρύσταλλος που μοιάζει με το γάλα p

Η μελαμίνη είναι άγευστη και ελαφρώς διαλυτή στο νερό, αλλά και σε μεθανόλη, φορμαλδεΰδη, οξικό οξύ, γλυκερίνη, πυριδίνη κλπ. Είναι αδιάλυτη σε ακετόνη και αιθέρα. Είναι επιβλαβές για το ανθρώπινο σώμα και τόσο η Κίνα όσο και ο ΠΟΥ έχουν διευκρινίσει ότι η μελαμίνη δεν πρέπει να χρησιμοποιείται στην επεξεργασία τροφίμων ή στα πρόσθετα τροφίμων, αλλά στην πραγματικότητα η μελαμίνη εξακολουθεί να είναι πολύ σημαντική ως χημική πρώτη ύλη και πρώτη ύλη κατασκευής, ειδικά σε χρώματα, λάκες, πλάκες, κόλλες και άλλα προϊόντα έχουν πολλές εφαρμογές.

Ο μοριακός τύπος της μελαμίνης είναι C3H6N6 και το μοριακό βάρος είναι 126,12. Μέσω του χημικού της τύπου, μπορούμε να γνωρίζουμε ότι η μελαμίνη περιέχει τρία στοιχεία, άνθρακα, υδρογόνο και άζωτο, και περιέχει τη δομή των δακτυλίων άνθρακα και αζώτου και οι επιστήμονες στο MIT ανακάλυψαν στα πειράματά τους ότι αυτά τα μονομερή μόρια μελαμίνης μπορούν να αναπτυχθούν σε δύο διαστάσεις με την κατάλληλη συνθήκες, και οι δεσμοί υδρογόνου στα μόρια θα σταθεροποιηθούν μεταξύ τους, καθιστώντας το σταθερό Οι δεσμοί υδρογόνου στα μόρια θα είναι στερεωμένο μαζί, καθιστώντας το να σχηματίζει ένα σχήμα δίσκου σε συνεχή στοίβαξη, ακριβώς όπως η εξαγωνική δομή που σχηματίζεται από το δισδιάστατο γραφένιο, και αυτή η δομή είναι πολύ σταθερή και ισχυρή, έτσι η μελαμίνη μετατρέπεται σε ένα υψηλής ποιότητας δισδιάστατο φύλλο που ονομάζεται πολυαμίδιο σε τα χέρια των επιστημόνων.

Το υλικό είναι επίσης απλή στην κατασκευή, είπε ο Strano, και μπορεί να παραχθεί αυθόρμητα σε διάλυμα, από το οποίο μπορεί αργότερα να αφαιρεθεί η μεμβράνη 2DPA-1, παρέχοντας έναν εύκολο τρόπο για να φτιάξετε το εξαιρετικά σκληρό αλλά λεπτό υλικό σε μεγάλες ποσότητες.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το νέο υλικό έχει ένα μέτρο ελαστικότητας, ένα μέτρο της δύναμης που απαιτείται για την παραμόρφωση, που είναι τέσσερις έως έξι φορές μεγαλύτερο από αυτό του αλεξίσφαιρου γυαλιού. Βρήκαν επίσης ότι, παρά το ότι είναι το ένα έκτο της πυκνότητας του χάλυβα, το πολυμερές έχει διπλάσια αντοχή διαρροής ή τη δύναμη που απαιτείται για να σπάσει το υλικό.

Μια άλλη βασική ιδιότητα του υλικού είναι η αεροστεγανότητά του. Ενώ άλλα πολυμερή αποτελούνται από στριμμένες αλυσίδες με κενά όπου μπορεί να διαφύγει το αέριο, το νέο υλικό αποτελείται από μονομερή που κολλάνε μεταξύ τους σαν μπλοκ Lego και τα μόρια δεν μπορούν να μπουν ανάμεσά τους.

Αυτό μας επιτρέπει να δημιουργήσουμε εξαιρετικά λεπτές επιστρώσεις που είναι πλήρως ανθεκτικές στη διείσδυση νερού ή αερίου», δήλωσαν οι επιστήμονες. Αυτός ο τύπος επίστρωσης φραγμού θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την προστασία μετάλλων σε αυτοκίνητα και άλλα οχήματα ή μεταλλικές κατασκευές».

Τώρα οι ερευνητές μελετούν πώς το συγκεκριμένο πολυμερές μπορεί να διαμορφωθεί σε δισδιάστατα φύλλα με περισσότερες λεπτομέρειες και προσπαθούν να αλλάξουν τη μοριακή του σύνθεση για να δημιουργήσουν άλλους τύπους νέων υλικών.

Είναι σαφές ότι αυτό το υλικό είναι πολύ επιθυμητό και εάν μπορεί να παραχθεί μαζικά, θα μπορούσε να επιφέρει σημαντικές αλλαγές στους τομείς της αυτοκινητοβιομηχανίας, της αεροδιαστημικής και της βαλλιστικής προστασίας. Ειδικά στον τομέα των οχημάτων νέας ενέργειας, αν και πολλές χώρες σχεδιάζουν να καταργήσουν σταδιακά τα οχήματα με καύσιμα μετά το 2035, αλλά η τρέχουσα γκάμα οχημάτων νέας ενέργειας εξακολουθεί να αποτελεί πρόβλημα. Εάν αυτό το νέο υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, σημαίνει ότι το βάρος των οχημάτων νέας ενέργειας θα μειωθεί σημαντικά, αλλά και θα μειωθεί η απώλεια ισχύος, γεγονός που θα βελτιώσει έμμεσα τη γκάμα των οχημάτων νέας ενέργειας.