سپر آینده| مواد دو بعدی قوی و انعطاف پذیر!

دانشمندان راه جدیدی برای اتصال مولکول‌ها به یکدیگر برای تشکیل یک ماده دو بعدی قوی و انعطاف پذیر پیدا کرده‌اند. این نوآوری الهام گرفته از سپر حلقه‌ای ممکن است مفهوم زره را در آینده تغییر دهد.

به گزارش مجله خبری نگار، تیمی از محققان به سرپرستی متخصصان دانشگاه شمال غربی در ایالات متحده، آنچه را که گمان می‌رود اولین ماده دو بعدی مکانیکی در هم تنیده شبیه حلقه‌های محافظ زنجیره‌ای باشد، توسعه دادند. این ماده دارای انعطاف پذیری و استحکام بی سابقه‌ای است و چشم انداز‌های امیدوارکننده‌ای را برای استفاده در محصولاتی مانند جلیقه‌های زرهی سبک و پارچه‌های ضد گلوله باز می‌کند.

این ماده در مقیاس نانو ساخته شده است، به این معنی که برخی از اجزای آن بر حسب نانومتر اندازه گیری می‌شوند. این ماده از نظر فنی از نوع پلیمری است و از مولکول‌های بزرگ حاوی اجزای شیمیایی کوچکتر تشکیل شده است که به عنوان مونومر شناخته می‌شوند.

در ماده دو بعدی با ساختار پلیمری، پیوند‌های مکانیکی، که پیوند‌هایی وابسته به برهمکنش فیزیکی هستند، برخلاف پیوند‌های کووالانسی که نیاز به تبادل الکترون دارند، عمل می‌کنند. این ماده حاوی ۱۰۰ تریلیون پیوند مکانیکی در هر سانتی متر مربع است. به گفته محققان، این بالاترین چگالی پیوند‌های مکانیکی تا کنون است.

ویلیام دیکتیل، یکی از نویسندگان این تحقیق از دانشگاه نورث وست گفت: "ما یک ساختار پلیمری کاملا جدید ایجاد کرده‌ایم. این ماده مانند یک سپر زنجیری است که پاره شدن آن دشوار است، زیرا هر پیوند مکانیکی می‌تواند کمی حرکت کند. اگر آن را سفت کنید، می‌تواند نیروی اعمال شده در چندین جهت را از بین ببرد و باید آن را در بسیاری از نقاط بشکنید.

تحقیقات قبلی منجر به دستیابی پلیمر‌هایی با پیوند‌های مکانیکی در مقادیر بسیار کم شده است که تولید آنها را در مقادیر زیاد دشوار می‌کند. با این حال، محققان آمریکایی موفق به تولید بیش از ۵۰۰ گرم از این ماده شده‌اند و معتقدند که این حد نیست؛ و حتی درصد کمی از این ساختار پلیمری جدید می‌تواند کیفیت سایر مواد را بهبود بخشد. دانشمندان همچنین ماده‌ای متشکل از ۹۷.۵ ٪ فیبر Ultem (ماده‌ای بسیار قوی از همان خانواده کولار) و ۲.۵ ٪ پلیمر دو بعدی را توسعه دادند و به این نتیجه رسیدند که این ترکیب استحکام ماده اول را تا حد زیادی افزایش می‌دهد؛ و این ماده غیرمعمول قوی و انعطاف پذیر ممکن است به سپر آینده تبدیل شود.

منبع: naukatv

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری