ايجاد ماده‌اي به سبُكي پلاستيك و قوي‌تر از فولاد !

به گزارش ايسنا و به نقل از ديلي ميل، به زودي مي‌توان از ماده‌اي كه به سبكي پلاستيك است و در عين حال از فولاد قوي‌تر است و ۴ تا ۶ برابر مستحكم‌تر از شيشه‌هاي ضد گلوله است، براي محافظت از صفحه نمايش گوشي‌هاي هوشمند استفاده كرد. اين مواد توسط محققان ام آي تي ساخته شده است. مواد مذكور از لايه‌هايي از ديسك‌هاي مولكولي كوچك تشكيل شده‌اند كه به منظور تشكيل صفحات روي هم قرار مي‌گيرند.

هر لايه توسط پيوندهاي هيدروژني به هم متصل مي‌شود و اين موضوع آن را قوي و سبك مي‌كند. مدتها تصور مي‌شد كه توليد پليمرهاي دو بعدي مانند اين غيرممكن است، اما اتصالات ويژه بين هر ديسك مانع از چرخش آنها به خارج از صفحه مي‌شود. اين ماده علاوه بر كاربردش در پوشش‌هاي محافظ، مي‌تواند در ساخت و ساز استفاده شود.

بَسپارش يا پُليمِريزاسيون فرآيندي است كه در آن اتم‌هاي كوچكي به نام مونومر به يكديگر متصل مي‌شوند و معمولا زنجيره‌هاي بلند و اسپاگتي مانندي به نام پليمر را تشكيل مي‌دهند.

سپس مي‌توان آنها را با استفاده از قالب گيري تزريقي به اشياء سه‌بعدي مانند بطري‌هاي آب تبديل كرد. با اين حال، محققان موفق شده‌اند ماده‌اي بسازند كه به‌جاي آن خود به خود به صفحات دو بعدي تبديل مي‌شود كه بيشتر شبيه لازانيا هستند تا اسپاگتي. قالب‌گيري تزريقي (Injection moulding) گونه‌اي فرايند توليد قطعه است كه در آن مواد مذاب تحت فشار به‌داخل قالب، تزريق مي‌شوند. اين سامانه بر خلاف سامانه ريژه كه مذاب تحت نيروي وزن خود به داخل قالب مي‌رود، امكانات توليد قطعات محكم و بدون مك (Pinhole) است. قالب‌گيري تزريقي بهترين راه توليد يك محصول پلاستيكي است.

اين ورق‌ها كه پلي‌آراميد (polyaramides) ناميده مي‌شوند، روي هم قرار گرفته و توسط پيوندهاي هيدروژني قوي در كنار هم مي‌مانند و اين موضوع باعث مي‌شود كه مواد كلي بسيار محكم باشد. در كنار تقويت قاب گوشي، اين پليمر همچنين مي‌تواند به عنوان يك پوشش محافظ روي قطعات خودرو يا به عنوان يك مصالح ساختماني در مقياس بزرگ استفاده شود.

مدت‌ها تصور مي‌شد كه پليمرهاي تشكيل‌شده از ورقه‌هاي دو بعدي را مي‌توان براي ساخت مواد بسيار سبك وزن استفاده كرد. اما محققان بر اين باور بودند كه اين غيرممكن است و علت آن نيز اين است كه فقط يك مونومر از صفحه در حال رشد ورق پيچانده مي‌شود تا كل مواد شكل دلخواه خود را از دست بدهد. براي غلبه بر اين مشكل، محققان ام آي تي از تركيبي به نام ملامين استفاده كردند كه از حلقه‌هايي از كربن و نيتروژن تشكيل شده است و معمولا براي ساخت ظروف پلاستيكي استفاده مي‌شود.

اين تيم دريافت كه تحت شرايط مناسب، مونومرهاي موجود در ملامين را مي‌توان براي رشد ديسك‌هاي دو بعدي كوچكي كه روي هم قرار مي‌گيرند، استفاده كرد و هر لايه توسط پيوندهاي هيدروژني به هم متصل مي‌شود و آن را بسيار قوي و پايدار مي‌كند. اين ماده داراي يك مدول كشسان است كه اين موضوع آن را ۴ تا ۶ برابر محكم‌تر از شيشه ضد گلوله مي‌كند. مدول كشسان كميتي است كه ميزان مقاومت ماده نسبت به تغيير شكل كشسان (برگشت‌پذير) تحت تنش اعمالي را اندازه‌گيري مي‌كند. در همين حال، نيروي مورد نياز براي شكستن پليمر، دو برابر فولاد است.

انتهاي پيام