Onthou jy melamien? Dis die berugte "melkpoeiertoevoeging", maar verbasend genoeg kan dit "getransformeer" wees.

Op 2 Februarie is 'n navorsingsartikel in Nature, die toonaangewende internasionale wetenskaplike tydskrif, gepubliseer wat beweer dat melamien in 'n materiaal verwerk kan word wat harder as staal en ligter as plastiek is, tot mense se groot verbasing. Die artikel is gepubliseer deur 'n span onder leiding van die bekende materiaalwetenskaplike Michael Strano, 'n professor in die Departement Chemiese Ingenieurswese aan die Massachusetts Institute of Technology, en die eerste outeur was postdoktorale genoot Yuwei Zeng.

Hulle het glo die naam gegeemateriaal ingeventileer van melamien 2DPA-1, 'n tweedimensionele polimeer wat self-assembleer in velle om 'n minder digte maar uiters sterk, hoëgehalte-materiaal te vorm, waarvoor twee patente ingedien is.

Melamien, algemeen bekend as dimetielamien, is 'n wit monokliniese kristal wat soortgelyk aan melkpoeder lyk.

Melamien is smaakloos en effens oplosbaar in water, maar ook in metanol, formaldehied, asynsuur, gliserien, piridien, ens. Dit is onoplosbaar in asetoon en eter. Dit is skadelik vir die menslike liggaam, en beide China en die WGO het gespesifiseer dat melamien nie in voedselverwerking of voedselbymiddels gebruik moet word nie, maar in werklikheid is melamien steeds baie belangrik as chemiese grondstof en konstruksiegrondstof, veral in verf, lakke, plate, kleefmiddels en ander produkte met baie toepassings.

Die molekulêre formule van melamien is C3H6N6 en die molekulêre gewig is 126.12. Deur die chemiese formule kan ons weet dat melamien drie elemente bevat, koolstof, waterstof en stikstof, en die struktuur van koolstof- en stikstofringe bevat. Wetenskaplikes by MIT het in hul eksperimente bevind dat hierdie melamienmolekules (monomere) onder die regte toestande op twee dimensies kan groei, en die waterstofbindings in die molekules sal aan mekaar vasgemaak word, wat dit konstant maak. Die waterstofbindings in die molekules sal aan mekaar vasgemaak word, wat dit 'n skyfvorm in konstante stapeling laat vorm, net soos die seshoekige struktuur wat deur tweedimensionele grafeen gevorm word. Hierdie struktuur is baie stabiel en sterk, so melamien word in die hande van wetenskaplikes omskep in 'n hoë-gehalte tweedimensionele plaat genaamd poliamied.

Die materiaal is ook ongekompliseerd om te vervaardig, het Strano gesê, en kan spontaan in oplossing geproduseer word, waaruit die 2DPA-1-film later verwyder kan word, wat 'n maklike manier bied om die uiters taai maar dun materiaal in groot hoeveelhede te maak.

Die navorsers het bevind dat die nuwe materiaal 'n elastisiteitsmodulus het, 'n maatstaf van die krag wat benodig word om te vervorm, wat vier tot ses keer groter is as dié van koeëlvaste glas. Hulle het ook bevind dat die polimeer, ten spyte daarvan dat dit een sesde so dig soos staal is, twee keer die vloeigrens het, of die krag wat nodig is om die materiaal te breek.

Nog 'n belangrike eienskap van die materiaal is die lugdigtheid daarvan. Terwyl ander polimere uit gedraaide kettings met gapings bestaan ​​waar gas kan ontsnap, bestaan ​​die nuwe materiaal uit monomere wat soos Lego-blokkies aan mekaar vassit en molekules kan nie tussen hulle kom nie.

Dit stel ons in staat om ultradun bedekkings te skep wat heeltemal bestand is teen water- of gaspenetrasie,” het die wetenskaplikes gesê. Hierdie tipe versperringslaag kan gebruik word om metale in motors en ander voertuie of staalstrukture te beskerm.

Nou bestudeer die navorsers hoe hierdie spesifieke polimeer in meer besonderhede in tweedimensionele velle gevorm kan word en probeer hulle die molekulêre samestelling daarvan verander om ander soorte nuwe materiale te skep.

Dit is duidelik dat hierdie materiaal hoogs wenslik is, en as dit massa-geproduseer kan word, kan dit groot veranderinge in die motor-, lugvaart- en ballistiese beskermingsvelde teweegbring. Veral op die gebied van nuwe energievoertuie, hoewel baie lande beplan om brandstofvoertuie na 2035 uit te faseer, is die huidige reeks nuwe energievoertuie steeds 'n probleem. As hierdie nuwe materiaal in die veld van die motorvoertuie gebruik kan word, beteken dit dat die gewig van nuwe energievoertuie aansienlik verminder sal word, maar ook om kragverlies te verminder, wat indirek die reikafstand van nuwe energievoertuie sal verbeter.