Все новости

В США создали сверхлегкий полимер вдвое прочнее стали

Его назвали "двумерным полиарамидом"

ТАСС, 2 февраля. Американские химики разработали новый двумерный полимерный материал, обладающий сверхнизкой плотностью и превосходящий высококачественную сталь по прочности примерно в два раза. Об этом в среду сообщила пресс-служба Массачусетского технологического института (MIT) со ссылкой на статью в журнале Nature.

"Как правило, пластик никогда не рассматривается в качестве подходящего материала для изготовления несущих конструкций зданий, однако созданный нами материал вполне можно использовать подобным образом. Его необычные свойства значительно расширят те сферы, где в будущем будут применяться полимеры", - заявил профессор MIT Майкл Страно, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Полимеры давно стали главным конструкционным материалом современной цивилизации. Их популярность связана с тем, что механические и физические свойства конструкций из этих материалов можно легко менять, меняя структуру или условия синтеза этих веществ. Благодаря этому одно и то же сырье можно применять для изготовления гибких резинок и высокопрочных пластиковых конструкций.

Несмотря на это, полимеры сегодня почти не применяются в тех областях науки и техники, где необходима высокая прочность и износостойкость. Это связано с тем, что большинство полимеров имеет хаотичную или аморфную структуру, что делает их уязвимыми для некоторых типов механических нагрузок и иных воздействий.

Сверхпрочный полимер

Профессор Страно и его коллеги решили эту проблему при разработке полимеров, состоящих из двух разных типов органических молекул. В ходе этих опытов химикам удалось создать материал с уникальной двумерной структурой, которая заставляет составляющие его молекулы объединяться в своеобразную сетку без какого-либо вмешательства со стороны ученых.

Благодаря этому, новый полимер обладает крайне небольшой плотностью, но при этом он вдвое превосходит лучшие марки стали по сопротивлению к деформациям и давлению. В прошлом химики сомневались в том, что подобные двумерные полимерные материалы можно в принципе создать, однако профессор Страно и его коллеги обнаружили, что это возможно осуществить в том случае, если заставить одиночные звенья полимера формировать особо прочные связи друг с другом.

Как объясняют химики, появление таких связей между органическими молекулами резко ограничивает то, в какую сторону они могут вращаться, что препятствует образованию случайных связей между ними и приводит к формированию упорядоченной структуры, состоящей из двух типов звеньев. Первый материал такого рода ученые назвали "двумерным полиарамидом" (2DPA-1).

Последующие опыты показали, что тонкие пленки из этого полимера можно наносить на самые разные материалы и конструкции, что должно значительно улучшить их износостойкость и долговечность. Сейчас профессор Страно и его коллеги работают над созданием других двумерных полимеров, которые, как надеются ученые, будут обладать еще более интересными свойствами, чем 2DPA-1.

Теги