ایجاد ماده ای به سبکی پلاستیک و قویتر از فولاد !

به گزارش عاشق وب محققان دانشگاه ام آی تی در مطالعه اخیرشان ماده جدیدی ساخته اند که به سبکی پلاستیک است، اما از فولاد قوی تر است و استقامت آن تا ۶ برابر بیشتر از شیشه های ضد گلوله است.
به گزارش عاشق وب به نقل از ایسنا و به نقل از دیلی میل، بزودی میتوان از ماده ای که به سبکی پلاستیک است و در عین حال از فولاد قوی تر است و ۴ تا ۶ برابر مستحکم تر از شیشه های ضد گلوله است، برای حفاظت از صفحه نمایش گوشیهای هوشمند استفاده نمود. این مواد توسط محققان ام آی تی ساخته شده است. مواد مذکور از لایه هایی از دیسک های مولکولی کوچک تشکیل شده اند که به منظور تشکیل صفحات روی هم قرار می گیرند.
هر لایه توسط پیوندهای هیدروژنی به هم متصل می شود و این مورد آنرا قوی و سبک می کند. مدتها تصور می شد که تولید پلیمرهای دو بعدی مانند این غیر ممکن است، اما اتصالات ویژه بین هر دیسک مانع از چرخش آنها به خارج از صفحه می شود. این ماده علاوه بر کاربردش در پوشش های محافظ، می تواند در ساخت و ساز استفاده گردد.
بَسپارش یا پُلیمِریزاسیون فرآیندی است که در آن اتم های کوچکی به نام مونومر به یکدیگر متصل می شوند و معمولاً زنجیره های بلند و اسپاگتی مانندی به نام پلیمر را می سازند.
سپس میتوان آنها را با استفاده از قالب گیری تزریقی به اشیاء سه بعدی مانند بطری های آب تبدیل کرد. با این وجود، محققان موفق شده اند ماده ای بسازند که به جای آن خود به خود به صفحات دو بعدی تبدیل می شود که بیشتر شبیه لازانیا هستند تا اسپاگتی. قالب گیری تزریقی (Injection moulding) گونه ای فرآیند تولید قطعه است که در آن مواد مذاب تحت فشار به داخل قالب، تزریق می شوند. این سامانه بر خلاف سامانه ریژه که مذاب تحت نیروی وزن خود به داخل قالب می رود، امکانات تولید قطعات محکم و بدون مک (Pinhole) است. قالب گیری تزریقی بهترین راه تولید یک محصول پلاستیکی است.
این ورق ها که پلی آرامید (polyaramides) نامیده می شوند، روی هم قرار گرفته و توسط پیوندهای هیدروژنی قوی در کنار هم می مانند و این مورد سبب می شود که مواد کلی بسیار محکم باشد. در کنار تقویت قاب گوشی، این پلیمر همینطور می تواند بعنوان یک پوشش محافظ روی قطعات خودرو یا بعنوان یک مصالح ساختمانی در مقیاس بزرگ استفاده گردد.
مدت ها تصور می شد که پلیمرهای تشکیل شده از ورقه های دو بعدی را میتوان برای ساخت مواد بسیار سبک وزن استفاده نمود. اما محققان بر این باور بودند که این غیر ممکن است و علت آن هم این است که فقط یک مونومر از صفحه درحال رشد ورق پیچانده می شود تا کل مواد شکل دلخواه خویش را از دست بدهد. برای غلبه بر این مشکل، محققان ام آی تی از ترکیبی به نام ملامین استفاده کردند که از حلقه هایی از کربن و نیتروژن تشکیل شده است و معمولاً برای ساخت ظروف پلاستیکی استفاده می شود.
این تیم دریافت که تحت شرایط مناسب، مونومرهای موجود در ملامین را میتوان برای رشد دیسک های دو بعدی کوچکی که روی هم قرار می گیرند، بهره برد و هر لایه توسط پیوندهای هیدروژنی به هم متصل می شود و آنرا بسیار قوی و پایدار می کند. این ماده دارای یک مدول کشسان است که این مورد آنرا ۴ تا ۶ برابر محکم تر از شیشه ضد گلوله می کند. مدول کشسان کمیتی است که میزان مقاومت ماده نسبت به تغییر شکل کشسان (برگشت پذیر) تحت تنش اعمالی را اندازه گیری می کند. در همین حال، نیروی مورد نیاز برای شکستن پلیمر، دو برابر فولاد است.