Jeszcze do niedawna wydawało się, że jedynymi możliwymi do uzyskania są polimery jednowymiarowe – tworzące łańcuchy, w przypadku których porównanie do makaronu wcale nie jest nieuzasadnione. Tymczasem naukowcom z Massachusetts Institute of Technology udało się dokonać przełomu. Opracowali dwuwymiarowy polimer. Materiał bardziej wytrzymały niż stal, lżejszy niż plastik. A do tego możliwy do masowej produkcji.

Coś, co do tej pory wydawało się niewykonalne, właśnie stało się faktem. Otwiera to całe mnóstwo nowych możliwości. Dwuwymiarowe polimery, lekkie i wytrzymałe, można będzie wykorzystać chociażby do powlekania części samochodowych czy urządzeń elektronicznych. Potencjalne zastosowania obejmują również budownictwo. Wszystko jest na dobrej drodze, ponieważ – jak twierdzą odkrywcy – materiał ten można łatwo wytwarzać w dużych ilościach.

Oni sami opisują zresztą dwuwymiarowy polimer najlepiej.





Zazwyczaj nie myślimy o plastiku jako czymś, co można by wykorzystać do podtrzymywania budynki, ale z tym materiałem możliwe jest wiele nowych rzeczy. Ma niezwykłe właściwości […],

mówi Michael S. Strano, profesor inżynierii chemicznej na MIT.

Badacze zgłosili już dwa patenty obejmujące proces pozyskiwania nowego materiału oraz materiał jako taki. I choć pomysł, by „opracować” dwuwymiarowy polimer, nie jest nowy, to dotychczasowe starania spełzały na niczym. Nierozwiązany aż do teraz problem dotyczył kwestii rozrastania się materiału. Otóż kiedy jeden z monomerów zwracał się w inną stronę niż pozostałe monomery w linii, całość zaczynała „żyć własnym życiem”.

Dwuwymiarowy polimer: cienki arkusz materiału o doskonałych właściwościach

W praktyce niemożliwe było ustabilizowanie monomerów w dwuwymiarowej płaszczyźnie. Powstawał więc trójwymiarowy materiał bez istotnych zastosowań praktycznych. Tymczasem badaczom z MIT udało się zmusić monomery do pozostania w dwóch płaszczyznach. To oznacza, że gotowy materiał może przybierać postać cienkich, a jednocześnie bardzo mocnych arkuszy. I to właśnie sprawia, że nowe odkrycie jest niezwykle perspektywiczne.

Jak właściwości dwuwymiarowych polimerów przedstawiają się w praktyce?

  • 4-6x większa sprężystość (wyrażana przez moduł sprężystości) dwuwymiarowego polimeru niż szkła kuloodpornego,
  • 2x większa granica plastyczności niż w przypadku stali – potrzeba dwukrotnie większej siły do rozbicia polimeru,
  • 1/6 gęstości stali, co oznacza, że dwuwymiarowy polimer jest od niej zdecydowanie lżejszy,
  • Dwuwymiarowe polimery nie przepuszczają gazu. Można więc wykorzystać je do produkowania niezwykle cienkich powłok izolacyjnych.

Wygląda więc na to, że polimery 2-wymiarowe mają przed sobą świetlaną przyszłość. A czy tak właśnie będzie, czy – zgodnie z zapowiedziami badaczy – trafią do masowej produkcji, czas pokaże. Na pewno jednak odkrycie to warte jest odnotowania.


Zdjęcie tytułowe: Adrien Olichon/Unsplash
Źródło: scitechdaily.com

Napisz komentarz