Ohun èlò tuntun náà jẹ́ polima onípele méjì, tí a fi melamine ṣe , tí ó máa ń kó ara rẹ̀ jọ sí àwọn ìwé, láìdàbí gbogbo àwọn polima mìíràn, tí ó máa ń ṣe àwọn ẹ̀wọ̀n onípele kan, tí ó dàbí spaghetti. Títí di ìsinsìnyí, àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì ti gbàgbọ́ pé kò ṣeé ṣe láti mú kí àwọn polima ṣẹ̀dá àwọn ìwé 2D.
Iru ohun elo bẹẹ le ṣee lo bi iwuwo fẹẹrẹ, ideri ti o tọ fun awọn ẹya ọkọ ayọkẹlẹ tabi awọn foonu alagbeka, tabi bi ohun elo ile fun awọn afara tabi awọn ẹya miiran, Michael Strano sọ, Carbon P. Dubbs Ọjọgbọn ti Imọ-ẹrọ Kemikali ni MIT ati onkọwe agba ti iwadii tuntun.
“A ko nigbagbogbo ronu pe awọn pilasitik jẹ nkan ti o le lo lati ṣe atilẹyin ile kan, ṣugbọn pẹlu ohun elo yii, o le mu awọn nkan tuntun ṣiṣẹ,” o sọ. "O ni awọn ohun-ini dani pupọ ati pe a ni itara pupọ nipa iyẹn.”
Àwọn olùwádìí ti fi ìwé àṣẹ méjì sílẹ̀ lórí ìlànà tí wọ́n lò láti ṣe àgbékalẹ̀ ohun èlò náà, èyí tí wọ́n ṣàpèjúwe nínú ìwé kan tí ó jáde lónìí nínú ìwé Nature . MIT postdoc Yuwen Zeng ni olùkọ̀wé àkọ́kọ́ nínú ìwádìí náà.
Awọn iwọn meji
Awọn polima, eyiti o pẹlu gbogbo awọn pilasitik, ni awọn ẹwọn ti awọn bulọọki ile ti a pe ni monomers. Awọn ẹwọn wọnyi dagba nipa fifi awọn ohun elo titun kun si awọn opin wọn. Ni kete ti a ṣẹda, awọn polima le ṣe apẹrẹ si awọn nkan onisẹpo mẹta, gẹgẹbi awọn igo omi, ni lilo mimu abẹrẹ.
Awọn onimo ijinlẹ sayensi polima ti ni arosọ fun igba pipẹ pe ti o ba le fa awọn polima lati dagba sinu dì onisẹpo meji, wọn yẹ ki o dagba ni agbara pupọ, awọn ohun elo iwuwo fẹẹrẹ. Sibẹsibẹ, ọpọlọpọ awọn ọdun ti iṣẹ ni aaye yii yori si ipari pe ko ṣee ṣe lati ṣẹda iru awọn iwe. Idi kan fun eyi ni pe ti monomer kan ba yipo tabi isalẹ, lati inu ọkọ ofurufu ti dì ti ndagba, ohun elo naa yoo bẹrẹ sii pọ si ni awọn iwọn mẹta ati pe eto ti o dabi dì yoo sọnu.
Bibẹẹkọ, ninu iwadi tuntun, Strano ati awọn ẹlẹgbẹ rẹ wa pẹlu ilana polymerization tuntun ti o fun wọn laaye lati ṣe agbekalẹ dì onisẹpo meji ti a pe ni polyaramide. Fun awọn bulọọki ile monomer, wọn lo apopọ ti a npe ni melamine, eyiti o ni oruka ti erogba ati awọn ọta nitrogen ninu. Labẹ awọn ipo to tọ, awọn monomers wọnyi le dagba ni awọn iwọn meji, ṣiṣe awọn disiki. Awọn disiki wọnyi kojọpọ lori ara wọn, ti o wa papọ nipasẹ awọn ifunmọ hydrogen laarin awọn ipele, eyiti o jẹ ki eto naa jẹ iduroṣinṣin ati lagbara.
Strano sọ pé: “Dípò ṣíṣe molecule kan tí ó dà bí spaghetti, a lè ṣe ọkọ̀ òfuurufú tí ó dà bí dì, níbi tí a ti ń gba àwọn molecule láti so ara wọn pọ̀ ní ìwọ̀n ọ̀nà méjì,” Strano sọ. “Ẹrọ yii ṣẹlẹ laipẹkan ni ojutu, ati lẹhin ti a ba ṣepọ ohun elo naa, a le ni rọọrun yi awọn fiimu tinrin ti o lagbara pupọju.”
Nitoripe ohun elo ti ara ẹni ṣe apejọ ni ojutu, o le ṣee ṣe ni titobi nla nipa jijẹ jijẹ opoiye ti awọn ohun elo ibẹrẹ. Awọn oniwadi fihan pe wọn le wọ awọn ipele pẹlu awọn fiimu ti ohun elo, eyiti wọn pe 2DPA-1.
“Pẹlu ilosiwaju yii, a ni awọn ohun elo ero ti yoo rọrun pupọ lati njagun sinu ohun elo ti o lagbara pupọ ṣugbọn tinrin pupọ,” Strano sọ.
Imọlẹ ṣugbọn lagbara
Awọn oniwadi naa rii pe modulus rirọ ohun elo tuntun - iwọn ti iye agbara ti o nilo lati ṣe abuku ohun elo kan - wa laarin awọn akoko mẹrin ati mẹfa ti o tobi ju ti gilasi ti ko ni ọta ibọn lọ. Wọn tun rii pe agbara ikore rẹ, tabi iye agbara ti o gba lati fọ ohun elo naa, jẹ ilọpo meji ti irin, botilẹjẹpe ohun elo naa ni nikan ni iwọn idamẹfa iwuwo irin.
Ẹya bọtini miiran ti 2DPA-1 ni pe o jẹ impermeable si awọn gaasi. Lakoko ti a ṣe awọn polima miiran lati awọn ẹwọn ti a fi sinu pẹlu awọn ela ti o gba awọn gaasi laaye lati wọ nipasẹ, ohun elo tuntun jẹ lati awọn monomers ti o tii papọ bi awọn LEGO, ati pe awọn ohun elo ko le gba laarin wọn.
"Eyi le gba wa laaye lati ṣẹda awọn ohun elo ultrathin ti o le ṣe idiwọ omi tabi awọn gaasi patapata lati gba," Strano sọ. “Iru ibora idena yii le ṣee lo lati daabobo irin ni awọn ọkọ ayọkẹlẹ ati awọn ọkọ ayọkẹlẹ miiran, tabi awọn ẹya irin.”
Strano ati awọn ọmọ ile-iwe rẹ ti n kẹkọ ni alaye diẹ sii bi polima pataki yii ṣe ni anfani lati ṣe awọn iwe 2D, ati pe wọn n ṣe idanwo pẹlu yiyipada atike molikula rẹ lati ṣẹda awọn iru awọn ohun elo aramada miiran.
Iwadi na ni owo nipasẹ Ile-iṣẹ fun Imudara Nanofluidic Transport (CENT) Ile-iṣẹ Iwadi Furontia Agbara ti a ṣe atilẹyin nipasẹ Ẹka Ile-iṣẹ Agbara ti AMẸRIKA ti Imọ-jinlẹ, ati Ile-iṣẹ Iwadi Ọmọ-ogun.
Olubasọrọ iroyin:
imeeli: [imeeli ni idaabobo]
Tẹli: + 86-28-8411-1861