Θυμάστε τη μελαμίνη; Είναι το διαβόητο «πρόσθετο γάλακτος σε σκόνη», αλλά παραδόξως, μπορεί να είναι «μεταμορφωμένη».

Στις 2 Φεβρουαρίου, δημοσιεύθηκε μια ερευνητική εργασία στο Nature, το κορυφαίο διεθνές επιστημονικό περιοδικό, στην οποία υποστηρίζεται ότι η μελαμίνη μπορεί να μετατραπεί σε υλικό που είναι σκληρότερο από τον χάλυβα και ελαφρύτερο από το πλαστικό, προς μεγάλη έκπληξη των ανθρώπων. Η εργασία δημοσιεύθηκε από μια ομάδα με επικεφαλής τον διάσημο επιστήμονα υλικών Michael Strano, καθηγητή στο Τμήμα Χημικής Μηχανικής του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης, και ο πρώτος συγγραφέας ήταν ο μεταδιδακτορικός ερευνητής Yuwei Zeng.

Σύμφωνα με πληροφορίες, ονόμασαν τουλικό σεεξαεριζόμενο 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 κ.λπ. Είναι αδιάλυτη στην ακετόνη και τον αιθέρα. Είναι επιβλαβής για το ανθρώπινο σώμα και τόσο η Κίνα όσο και ο ΠΟΥ έχουν ορίσει ότι η μελαμίνη δεν πρέπει να χρησιμοποιείται στην επεξεργασία τροφίμων ή ως πρόσθετο τροφίμων, αλλά στην πραγματικότητα η μελαμίνη εξακολουθεί να είναι πολύ σημαντική ως χημική πρώτη ύλη και πρώτη ύλη κατασκευών, ειδικά σε χρώματα, βερνίκια, πλάκες, κόλλες και άλλα προϊόντα που 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 δακτυλίων άνθρακα και αζώτου, και επιστήμονες στο MIT διαπίστωσαν στα πειράματά τους ότι αυτά τα μονομερή μόρια μελαμίνης μπορούν να αναπτυχθούν σε δύο διαστάσεις υπό κατάλληλες συνθήκες, και οι δεσμοί υδρογόνου στα μόρια θα στερεωθούν μεταξύ τους, καθιστώντας το σε σταθερή κατάσταση. Οι δεσμοί υδρογόνου στα μόρια θα στερεωθούν μεταξύ τους, καθιστώντας το σχήμα δίσκου σε σταθερή 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 στα χέρια των επιστημόνων.

Το υλικό είναι επίσης εύκολο στην κατασκευή, είπε ο Στράνο, και μπορεί να παραχθεί αυθόρμητα σε διάλυμα, από το οποίο μπορεί αργότερα να αφαιρεθεί η μεμβράνη 2DPA-1, παρέχοντας έναν εύκολο τρόπο κατασκευής του εξαιρετικά σκληρού αλλά λεπτού υλικού σε μεγάλες ποσότητες.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το νέο υλικό έχει μέτρο ελαστικότητας, ένα μέτρο της δύναμης που απαιτείται για παραμόρφωση, που είναι τέσσερις έως έξι φορές μεγαλύτερο από αυτό του αλεξίσφαιρου γυαλιού. Διαπίστωσαν επίσης ότι, παρά το γεγονός ότι είναι κατά το ένα έκτο πυκνότερο από τον χάλυβα, το πολυμερές έχει διπλάσιο όριο 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 από όπου μπορεί να διαφύγει αέριο, το νέο υλικό αποτελείται από μονομερή που κολλάνε μεταξύ τους σαν τουβλάκια Lego και τα μόρια δεν μπορούν να περάσουν ανάμεσά τους.

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

Τώρα οι ερευνητές μελετούν πώς αυτό 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 ιδιαίτερα επιθυμητό και, εάν μπορεί να παραχθεί μαζικά, θα μπορούσε να φέρει 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 καυσίμων μετά το 2035, η τρέχουσα γκάμα οχημάτων νέας ενέργειας εξακολουθεί να αποτελεί πρόβλημα. Εάν αυτό το νέο υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, αυτό σημαίνει ότι το βάρος των οχημάτων νέας ενέργειας θα μειωθεί σημαντικά, αλλά και ότι θα μειωθεί η απώλεια ισχύος, γεγονός που έμμεσα θα βελτιώσει την αυτονομία των οχημάτων νέας ενέργειας.