美國(guó)的化學(xué)科學(xué)家們利用一種新的聚合工藝,創(chuàng)造出一種比鋼更堅(jiān)固、像塑料一樣輕、易于大量生產(chǎn)的新材料。這種新材料是一種自組裝成薄片的二維聚合物,不同于所有其他聚合物,它們可以自形成一維的意大利面狀鏈結(jié)構(gòu)。
該大學(xué)化學(xué)工程教授、這項(xiàng)新研究的資深作者解釋說(shuō):“這種材料可以用作汽車零件或手機(jī)的輕質(zhì)耐用涂層,也可以用作橋梁或其他結(jié)構(gòu)的建筑材料,它們將無(wú)堅(jiān)不摧。過(guò)去,塑料不可能用來(lái)支撐建筑物的東西,但有了這種技術(shù),你可以創(chuàng)造任何新的東西,它有非常不尋常的特性,我們對(duì)此感到非常興奮?!蔽覀冎谰酆衔铮ㄋ兴芰?,是由稱為單體的積木形鏈組成的。這些鏈通過(guò)在末端添加新分子而生長(zhǎng),一旦成型,聚合物可以通過(guò)注塑成型成三維物體,比如礦泉水瓶子。
科學(xué)家一直在想一件事,如果聚合物能夠被誘導(dǎo)生長(zhǎng)成二維薄片,它們應(yīng)該可以被制造成非常堅(jiān)固、輕質(zhì)的材料。不過(guò)之前科學(xué)家們這一領(lǐng)域的研究得出了這樣的結(jié)論:制作出這樣的結(jié)構(gòu)幾乎是不可能的。在這項(xiàng)新的研究中,這位科學(xué)家和他的同事提出了一種新的聚合工藝,使他們能夠生成一種稱為聚胺的二維薄片。
對(duì)于單體構(gòu)建塊,他們使用一種叫做三聚氰胺的化合物,它包含一個(gè)碳和氮原子環(huán)。在合適的條件下,這些單體可以在二維空間生長(zhǎng),形成圓盤(pán)。這些圓盤(pán)疊在一起,通過(guò)層間的氫鍵連接在一起,使結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定和牢固。科學(xué)家們解釋說(shuō):“我們可以制造一個(gè)片狀的分子平面,而不是像意大利面條一樣的分子,在那里我們可以讓分子在二維空間中連接在一起。這種機(jī)制在溶液中自發(fā)發(fā)生,合成材料后,我們可以很容易地旋轉(zhuǎn)出非常堅(jiān)固的涂層薄膜?!?/p>