Muistatko melamiinia?Se on surullisen kuuluisa "maitojauheen lisäaine", mutta yllättäen se saattaa olla "muuntunut".

Johtavassa kansainvälisessä tiedelehdessä Nature julkaistiin 2. helmikuuta tutkimusartikkeli, jonka mukaan melamiinista voidaan valmistaa materiaalia, joka on terästä kovempaa ja muovia kevyempää, ihmisten suureksi yllätykseksi.Paperin julkaisi ryhmä, jota johti tunnettu materiaalitieteilijä Michael Strano, Massachusetts Institute of Technologyn kemiantekniikan osaston professori, ja ensimmäinen kirjoittaja oli tohtorintutkija Yuwei Zeng.

He kertoivat nimensämateriaalia sisäänilmattu melamiinista 2DPA-1, kaksiulotteisesta polymeeristä, joka kerääntyy itsestään levyiksi muodostaen vähemmän tiiviin mutta erittäin vahvan, korkealaatuisen materiaalin, jolle on haettu kaksi patenttia.

Melamiini, joka tunnetaan yleisesti dimetyyliamiinina, on valkoinen monokliininen kide, joka näyttää samanlaiselta kuin maito p

Melamiini on mautonta ja liukenee heikosti veteen, mutta myös metanoliin, formaldehydiin, etikkahappoon, glyseriiniin, pyridiiniin jne. Se on liukenematon asetoniin ja eetteriin.Se on haitallista ihmiskeholle, ja sekä Kiina että WHO ovat määrittäneet, että melamiinia ei saa käyttää elintarvikkeiden jalostuksessa tai elintarvikelisäaineissa, mutta itse asiassa melamiini on edelleen erittäin tärkeä kemiallisena raaka-aineena ja rakennusraaka-aineena, erityisesti maaleissa, lakoissa, levyillä, liimoilla ja muilla tuotteilla on paljon sovelluksia.

Melamiinin molekyylikaava on C3H6N6 ja molekyylipaino on 126,12.Sen kemiallisen kaavan avulla voimme tietää, että melamiini sisältää kolme alkuainetta, hiiltä, ​​vetyä ja typpeä, ja sisältää hiili- ja typpirenkaiden rakenteen, ja MIT:n tutkijat havaitsivat kokeissaan, että nämä melamiinimolekyylien monomeerit voivat kasvaa kahdessa ulottuvuudessa oikealla tavalla. olosuhteissa, ja molekyyleissä olevat vetysidokset kiinnittyvät yhteen, jolloin se pysyy vakiona. Molekyylien vetysidokset kiinnittyvät toisiinsa, jolloin ne muodostavat levyn muodon jatkuvassa pinoamisessa, aivan kuten kaksiulotteisen grafeenin muodostama kuusikulmainen rakenne , ja tämä rakenne on erittäin vakaa ja vahva, joten melamiini muuttuu tutkijoiden käsissä korkealaatuiseksi kaksiulotteiseksi levyksi, jota kutsutaan polyamidiksi.

Materiaali on myös mutkaton valmistaa, Strano sanoi, ja se voidaan valmistaa spontaanisti liuoksessa, josta 2DPA-1-kalvo voidaan myöhemmin poistaa, mikä tarjoaa helpon tavan valmistaa erittäin kovaa mutta ohutta materiaalia suuria määriä.

Tutkijat havaitsivat, että uudella materiaalilla on kimmomoduuli, joka on muodonmuutokseen vaadittavan voiman mitta, joka on neljästä kuuteen kertaa suurempi kuin luodinkestävän lasin.He havaitsivat myös, että vaikka polymeeri on kuudesosa teräksen tiheydestä, sillä on kaksinkertainen myötöraja tai materiaalin rikkomiseen tarvittava voima.

Toinen materiaalin keskeinen ominaisuus on sen ilmatiiviys.Toiset polymeerit koostuvat kierretyistä ketjuista, joissa on aukkoja, joista kaasu voi karkaa, mutta uusi materiaali koostuu monomeereistä, jotka tarttuvat toisiinsa kuin legopalikat ja molekyylit eivät pääse niiden väliin.

Tämä antaa meille mahdollisuuden luoda erittäin ohuita pinnoitteita, jotka kestävät täysin veden tai kaasun tunkeutumista", tutkijat sanoivat.Tämän tyyppistä sulkupinnoitetta voitaisiin käyttää metallien suojaamiseen autoissa ja muissa ajoneuvoissa tai teräsrakenteissa.

Nyt tutkijat tutkivat tarkemmin, kuinka tämä tietty polymeeri voidaan muodostaa kaksiulotteisiksi levyiksi, ja yrittävät muuttaa sen molekyylikoostumusta luodakseen muuntyyppisiä uusia materiaaleja.

On selvää, että tämä materiaali on erittäin toivottavaa, ja jos se voidaan valmistaa massatuotantona, se voi tuoda suuria muutoksia auto-, ilmailu- ja ballistisen suojauksen aloille.Etenkin uusien energiaajoneuvojen alalla, vaikka monet maat suunnittelevatkin luopuvansa polttoaineajoneuvoista asteittain vuoden 2035 jälkeen, mutta nykyinen uusi energiaajoneuvovalikoima on edelleen ongelma.Jos tätä uutta materiaalia voidaan käyttää autoteollisuudessa, se tarkoittaa, että uusien energiaajoneuvojen paino pienenee huomattavasti, mutta myös tehohäviön vähentämistä, mikä epäsuorasti parantaa uusien energiaajoneuvojen valikoimaa.