Se spomnite melamina? To je zloglasni "aditiv za mleko v prahu", a presenetljivo je, da se lahko "preoblikuje".

2. februarja je bil v Nature, vodilni mednarodni znanstveni reviji, objavljen raziskovalni članek, ki trdi, da je mogoče iz melamina narediti material, ki je trši od jekla in lažji od plastike, na veliko presenečenje ljudi. Prispevek je objavila ekipa, ki jo vodi priznani znanstvenik za materiale Michael Strano, profesor na Oddelku za kemijsko inženirstvo na Tehnološkem inštitutu v Massachusettsu, prvi avtor pa je bil podoktorski sodelavec Yuwei Zeng.

Poimenovali naj bimaterial viz melamina 2DPA-1, dvodimenzionalnega polimera, ki se sam sestavi v plošče in tvori manj gost, a izjemno močan, visokokakovosten material, za katerega sta bila vložena dva patenta.

Melamin, splošno znan kot dimetilamin, je bel monoklinski kristal, ki je podoben mlečnemu p

Melamin je brez okusa in rahlo topen v vodi, pa tudi v metanolu, formaldehidu, ocetni kislini, glicerinu, piridinu itd. Je netopen v acetonu in etru. Je škodljiv za človeško telo in tako Kitajska kot Svetovna zdravstvena organizacija sta določili, da se melamin ne sme uporabljati v predelavi hrane ali aditivih za živila, vendar je melamin v resnici še vedno zelo pomemben kot kemična surovina in gradbena surovina, zlasti v barvah, lakih, plošče, lepila in drugi izdelki imajo veliko aplikacij.

Molekulska formula melamina je C3H6N6 in molekulska masa 126,12. Po njegovi kemijski formuli lahko vemo, da melamin vsebuje tri elemente, ogljik, vodik in dušik, in vsebuje strukturo ogljikovih in dušikovih obročev, znanstveniki z MIT pa so v svojih poskusih ugotovili, da lahko te molekule melamina, monomeri, rastejo v dveh dimenzijah pod pravilnim pogojih, vodikove vezi v molekulah pa bodo pritrjene skupaj, zaradi česar bodo v konstantnem stanju. Vodikove vezi v molekulah bodo fiksirana skupaj, zaradi česar tvori obliko diska v stalnem zlaganju, tako kot šestkotna struktura, ki jo tvori dvodimenzionalni grafen, in ta struktura je zelo stabilna in močna, zato se melamin pretvori v visokokakovostno dvodimenzionalno ploščo, imenovano poliamid v roke znanstvenikov.

Material je prav tako nezapleten za izdelavo, je dejal Strano, in ga je mogoče proizvesti spontano v raztopini, iz katere je mogoče kasneje odstraniti film 2DPA-1, kar zagotavlja enostaven način za izdelavo izjemno žilavega, a tankega materiala v velikih količinah.

Raziskovalci so ugotovili, da ima novi material modul elastičnosti, merilo sile, potrebne za deformacijo, ki je štiri do šestkrat večji od modula neprebojnega stekla. Ugotovili so tudi, da ima polimer kljub šestini gostote jekla dvakrat večjo mejo tečenja ali silo, ki je potrebna za zlom materiala.

Druga ključna lastnost materiala je njegova zrakotesnost. Medtem ko so drugi polimeri sestavljeni iz zvitih verig z režami, kjer lahko plin uhaja, je novi material sestavljen iz monomerov, ki se držijo skupaj kot lego kocke in molekule ne morejo priti mednje.

To nam omogoča ustvarjanje ultratankih premazov, ki so popolnoma odporni na prodiranje vode ali plina,« so povedali znanstveniki. To vrsto pregradnega premaza bi lahko uporabili za zaščito kovin v avtomobilih in drugih vozilih ali jeklenih konstrukcijah.«

Zdaj raziskovalci preučujejo, kako je mogoče ta poseben polimer podrobneje oblikovati v dvodimenzionalne liste in poskušajo spremeniti njegovo molekularno sestavo, da bi ustvarili druge vrste novih materialov.

Jasno je, da je ta material zelo zaželen in če ga je mogoče množično proizvajati, bi lahko prinesel velike spremembe na področjih avtomobilske, vesoljske in balistične zaščite. Zlasti na področju novih energetskih vozil, čeprav številne države načrtujejo postopno opuščanje vozil na gorivo po letu 2035, vendar je trenutna ponudba novih energetskih vozil še vedno problem. Če bo ta novi material mogoče uporabiti na področju avtomobilske industrije, to pomeni, da se bo teža novih energijskih vozil močno zmanjšala, hkrati pa tudi zmanjšala izguba moči, kar bo posredno izboljšalo ponudbo novih energijskih vozil.