比塑料輕比鋼強 MIT工程團隊研發(fā)出新型超薄材料
麻省理工學院的工程團隊近期開發(fā)出了一種新的超薄材料，重量比塑料輕，但強度要高于鋼。這種新型耐用材料采用了一種以前認為不可能的制造技術(shù)，可以用于車輛或者電子產(chǎn)品。
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聚合物是賦予材料多功能的關(guān)鍵，其中最典型的例子就是塑料。在顯微鏡下，聚合物通?？雌饋硐袢鋭拥木€，是由稱為單體（monomers）的單元組成的一維鏈，但它們可以通過注射成型等制造方法形成三維的形狀。
不過想要讓聚合物形成二維材料是非常困難的。雖然一些團隊已經(jīng)取得了一些成功，但所產(chǎn)生的材料有缺陷，降低了它們的強度或其他理想的性能。在麻省理工學院的一項新研究中，他們已經(jīng)開發(fā)出了一種新的生產(chǎn)方法，使聚合物能夠形成二維片，同時保持其強度不變。
該團隊開始使用三聚氰胺作為單體，它有一個碳和氮環(huán)的結(jié)構(gòu)。在暴露于恰到好處的條件下的溶液中，這些分子側(cè)向生長成盤狀，然后相互堆疊，用氫鍵將各層固定在一起。
該研究的資深作者邁克爾·斯特拉諾（Michael Strano）說：“我們可以制作一個類似意大利面條的分子，而不是制作一個片狀的分子平面，我們讓分子在兩個維度上將自己勾在一起。這種機制在溶液中自發(fā)地發(fā)生，在我們合成這種材料之后，我們可以很容易地旋涂薄膜，這種薄膜特別堅固”。
研究小組將這種材料稱為 2DPA-1，它有一些令人印象深刻的特性。盡管它非常薄且輕，但這種聚合物的強度是鋼的兩倍，而且需要比防彈玻璃多六倍的力量才能使其變形。它對氣體和液體也是完全不滲透的。有了這些能力，2DPA-1 可以成為車輛、智能手機等電子設(shè)備的輕質(zhì)、耐用、防水的涂層，甚至可以作為建筑材料使用。
Michael Strano 表示：“我們通常不認為塑料是你可以用來支撐建筑物的東西，但是有了這種材料，你就可以實現(xiàn)新的東西。它有很不尋常的特性，我們對此感到非常興奮”。
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