به گزارش نبض انرژی، دانشمندان MIT برای دو دهه تلاش کرده اند تا پلیمری دو بعدی بسازند، چیزی که همه تئوری ها و مدل های آن ها پیشنهاد می کردند اما هرگز نمی توانستند در آزمایشگاه ایجاد شوند. دانشمندان خود را متقاعد کرده بودند که القای پلیمرها برای تشکیل صفحات دو بعدی غیرممکن است.
طبق یک پست وبلاگ MIT، مهندسان شیمی این موسسه ماده جدیدی را با استفاده از فرآیند پلیمریزاسیون جدید ایجاد کرده اند که از فولاد قوی تر و به سبکی پلاستیک است. بهترین بخش این است که می توان آن را به راحتی در مقادیر زیاد تولید کرد. قبل از این پیشرفت، همه پلیمرها زنجیره های یک بعدی و اسپاگتی مانند را تشکیل می دادند. این ماده جدید پلیمر دو بعدی است که خود را به صورت ورقه جمع می‌کند.
مایکل استرانو، پروفسور مهندسی شیمی در MIT و نویسنده ارشد این مطالعه تحقیقاتی جدید، گفت: می‌توان از این یافته به عنوان پوششی سبک و بادوام برای قطعات خودرو یا تلفن‌های همراه یا به عنوان مصالح ساختمانی برای پل‌ها یا سازه‌ها استفاده کرد.
پلیمرها و مونومرها
پلیمرها که شامل تمام پلاستیک ها می شوند از زنجیره ای از بلوک های ساختمانی به نام مونومر تشکیل شده اند. این زنجیره ها با افزودن مولکول های جدید به انتهای خود رشد می کنند. پس از تشکیل، پلیمرها را می‌توان با استفاده از تکنیک‌های قالب‌گیری تزریقی به اشیاء سه بعدی مانند بطری‌های آب تبدیل کرد.
دانشمندان پلیمر مدت‌ها فرضیه‌ای را مطرح کرده‌اند که اگر بتوان پلیمرها را وادار به رشد و تبدیل به یک صفحه دو بعدی کرد؛ می توان مواد بسیار قوی و سبک وزن را تشکیل دهند. با این حال، چندین دهه کار در این زمینه به این نتیجه رسید که ایجاد چنین ورق هایی غیرممکن است. یکی از دلایل این امر این بود که اگر فقط یک مونومر از صفحه ورقه در حال رشد به سمت بالا یا پایین بچرخد، مواد در سه بعدی شروع به انبساط کرده و ساختار ورقه مانند از بین خواهد رفت.
با این حال، در مطالعه جدید، استرانو و همکارانش فرآیند پلیمریزاسیون جدیدی را ارائه کردند که به آنها اجازه می‌دهد یک صفحه دو بعدی به نام پلی آرامید تولید کنند. آنها از ترکیبی به نام ملامین برای بلوک های سازنده مونومر استفاده می کنند که حاوی حلقه ای از اتم های کربن و نیتروژن است. در شرایط مناسب، این مونومرها می توانند در دو بعد رشد کرده و دیسک را تشکیل دهند. این دیسک‌ها روی هم قرار می‌گیرند و توسط پیوندهای هیدروژنی بین لایه‌ها به هم متصل می‌شوند که ساختار را بسیار پایدار و قوی می‌کند. پیوندهای هیدروژنی از قوی ترین پیوندهای جهان شیمی هستند. این یکی از دلایلی است که برای شکستن اتم های هیدروژن و اکسیژن در یک مولکول آب انرژی زیادی صرف می شود.
