के तपाईलाई मेलामाइन याद छ? यो कुख्यात "दूध पाउडर additive" हो, तर अचम्मको कुरा, यो "परिवर्तन" हुन सक्छ।

फेब्रुअरी २ मा, प्रमुख अन्तर्राष्ट्रिय वैज्ञानिक जर्नल नेचरमा एउटा अनुसन्धान पत्र प्रकाशित भयो, जसमा मेलामाइनलाई स्टिलभन्दा कडा र प्लास्टिकभन्दा हलुका सामग्री बनाउन सकिन्छ भन्ने दाबी गरिएको थियो, जसले मानिसहरूलाई अचम्ममा पारेको थियो। म्यासाचुसेट्स इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीको केमिकल इन्जिनियरिङ विभागका प्रोफेसर, प्रख्यात सामग्री वैज्ञानिक माइकल स्ट्रानोको नेतृत्वमा रहेको टोलीले यो पेपर प्रकाशित गरेको थियो र पहिलो लेखक पोस्टडक्टोरल फेलो युवेई जेङ थिए।

उनीहरुले नाम राखेको बताइएको छमा सामग्रीमेलामाइन 2DPA-1 बाट निस्केको, एक दुई-आयामी बहुलक जसले पानाहरूमा आत्म-संकलन गर्दछ कम बाक्लो तर अत्यन्त बलियो, उच्च-गुणस्तरको सामग्री बनाउनको लागि, जसको लागि दुईवटा पेटेन्टहरू दायर गरिएका छन्।

मेलामाइन, सामान्यतया डाइमेथाइलमाइन भनेर चिनिन्छ, एक सेतो मोनोक्लिनिक क्रिस्टल हो जुन दूध पी जस्तै देखिन्छ।

मेलामाइन स्वादहीन र पानीमा थोरै घुलनशील हुन्छ, तर मिथानोल, फर्माल्डिहाइड, एसिटिक एसिड, ग्लिसरिन, पाइरिडाइन, आदिमा पनि घुलनशील हुन्छ। यो एसीटोन र ईथरमा अघुलनशील हुन्छ। यो मानव शरीरको लागि हानिकारक छ, र चीन र डब्ल्यूएचओ दुबैले मेलामाइनलाई खाद्य प्रशोधन वा खाद्य पदार्थमा प्रयोग गर्नु हुँदैन भनेर निर्दिष्ट गरेका छन्, तर वास्तवमा मेलामाइन अझै पनि रासायनिक कच्चा पदार्थ र निर्माण कच्चा पदार्थको रूपमा धेरै महत्त्वपूर्ण छ, विशेष गरी रंग, लाह, प्लेटहरू, चिपकने र अन्य उत्पादनहरूमा धेरै अनुप्रयोगहरू छन्।

मेलामाइनको आणविक सूत्र C3H6N6 हो र आणविक वजन 126.12 हो। यसको रासायनिक सूत्र मार्फत, हामीले थाहा पाउन सक्छौं कि मेलामाइनमा तीन तत्वहरू छन्, कार्बन, हाइड्रोजन र नाइट्रोजन, र यसमा कार्बन र नाइट्रोजन रिंगहरूको संरचना समावेश छ, र एमआईटीका वैज्ञानिकहरूले उनीहरूको प्रयोगमा पत्ता लगाए कि यी मेलामाइन अणुहरू मोनोमरहरू दुई आयामहरूमा बढ्न सक्छ। अवस्थाहरू, र अणुहरूमा हाइड्रोजन बन्डहरू सँगै फिक्स गरिनेछ, यसलाई स्थिर बनाउँदै। अणुहरूमा हाइड्रोजन बन्डहरू एकसाथ फिक्स हुनेछन्, यसले स्थिर स्ट्याकिङमा डिस्कको आकार बनाउँदछ, जस्तै द्वि-आयामी ग्राफिनले बनेको हेक्सागोनल संरचना, र यो संरचना धेरै स्थिर र बलियो छ, त्यसैले मेलामाइन उच्च गुणस्तरमा परिणत हुन्छ। वैज्ञानिकहरूको हातमा पोलिमाइड भनिने दुई-आयामी पाना।

सामग्री निर्माण गर्न पनि जटिल छ, स्ट्रानोले भने, र समाधानमा सहज रूपमा उत्पादन गर्न सकिन्छ, जसबाट 2DPA-1 फिल्म पछि हटाउन सकिन्छ, ठूलो परिमाणमा अत्यन्त कडा तर पातलो सामग्री बनाउन सजिलो तरिका प्रदान गर्दछ।

शोधकर्ताहरूले पत्ता लगाए कि नयाँ सामग्रीमा लोचको मोड्युलस छ, विकृत गर्न आवश्यक बलको एक मापन, जुन बुलेटप्रुफ गिलास भन्दा चार देखि छ गुणा बढी छ। तिनीहरूले यो पनि फेला पारे कि स्टिल जत्तिकै एक छैटौं बाक्लो भए तापनि, पोलिमरमा दोब्बर उपज बल छ, वा सामग्री तोड्न आवश्यक बल छ।

सामाग्री को अर्को प्रमुख गुण यसको airtightness छ। जबकि अन्य पोलिमरहरूमा ग्यास बाहिर निस्कन सक्ने खाली ठाउँहरू सहित ट्विस्टेड चेनहरू हुन्छन्, नयाँ सामग्रीमा मोनोमरहरू समावेश हुन्छन् जुन लेगो ब्लकहरू र अणुहरू तिनीहरूको बीचमा जान सक्दैनन् जस्तै एकसाथ टाँसिन्छन्।

यसले हामीलाई अति-पातलो कोटिंग्स बनाउन अनुमति दिन्छ जुन पानी वा ग्यास प्रवेशमा पूर्ण रूपमा प्रतिरोधी हुन्छ, "वैज्ञानिकहरूले भने। यस प्रकारको बाधा कोटिंग कार र अन्य सवारी साधन वा इस्पात संरचनाहरूमा धातुहरू जोगाउन प्रयोग गर्न सकिन्छ।"

अब अन्वेषकहरूले यो विशेष पोलिमरलाई दुई-आयामी पानाहरूमा थप विस्तारमा कसरी गठन गर्न सकिन्छ भनेर अध्ययन गरिरहेका छन् र अन्य प्रकारका नयाँ सामग्रीहरू सिर्जना गर्न यसको आणविक संरचना परिवर्तन गर्ने प्रयास गरिरहेका छन्।

यो स्पष्ट छ कि यो सामग्री अत्यधिक वांछनीय छ, र यदि यसलाई ठूलो मात्रामा उत्पादन गर्न सकिन्छ भने, यसले अटोमोटिभ, एयरोस्पेस, र ब्यालिस्टिक सुरक्षा क्षेत्रहरूमा ठूलो परिवर्तन ल्याउन सक्छ। विशेष गरी नयाँ ऊर्जा सवारी साधनको क्षेत्रमा, यद्यपि धेरै देशहरूले 2035 पछि इन्धन सवारी साधनहरू चरणबद्ध गर्ने योजना बनाएका छन्, तर हालको नयाँ ऊर्जा वाहन दायरा अझै पनि समस्या छ। यदि यो नयाँ सामग्री अटोमोटिभको क्षेत्रमा प्रयोग गर्न सकिन्छ भने, यसको मतलब नयाँ ऊर्जा सवारी साधनहरूको तौल धेरै कम हुनेछ, तर बिजुली हानि कम गर्न पनि, जसले अप्रत्यक्ष रूपमा नयाँ ऊर्जा वाहनहरूको दायरा सुधार गर्नेछ।