Инженеры Массачусетского технологического института разработали новый сверхтонкий материал, легкий, как пластик, но прочнее стали. Материал можно использовать в транспортных средствах или электронике. В нем используется технология производства, которая ранее считалась невозможной.

Полимеры - это универсальные материалы, наиболее известными примерами которых, являются пластмассы. Под микроскопом полимеры обычно выглядят как волнистые нити, одномерные цепочки звеньев, называемых мономерами, но они могут быть объединены в трехмерные формы с помощью таких производственных методов, как литье под давлением.

Однако заставить полимеры связываться друг с другом с образованием двумерных листов оказалось на удивление сложно. Хотя некоторые команды добились определенного успеха, полученные материалы имеют недостатки, которые снижают их прочность или другие желаемые свойства.

Ученые MIT говорят, что они разработали новый метод производства, который позволяет полимерам формировать 2D-листы, сохраняя при этом свою прочность. Команда начала с меламина в качестве мономера, который имеет структуру углеродных и азотных колец. В растворе, находящемся в правильных условиях, эти молекулы вырастают в стороны в форме дисков, которые затем укладываются друг на друга, а водородные связи удерживают слои вместе.

«Вместо того, чтобы делать молекулу, похожую на спагетти, мы можем сделать пластинчатую молекулярную плоскость, где мы заставляем молекулы соединяться друг с другом в двух измерениях. Этот механизм происходит спонтанно в растворе, и после того, как мы синтезируем материал, мы можем легко наносить центрифугированием на тонкие пленки, которые обладают необычайной прочностью», - сказал Майкл Страно, старший автор исследования.

Команда назвала материал 2DPA-1, он обладает несколькими впечатляющими свойствами. Несмотря на то, что полимер очень тонкий и легкий, его предел текучести в два раза выше, чем у стали, и для его деформации требуется в шесть раз больше силы, чем для пуленепробиваемого стекла. Он также полностью непроницаем для газов и жидкостей.

Обладая такими способностями, 2DPA-1 может стать легким, прочным, водонепроницаемым покрытием для транспортных средств, электронных устройств, таких как смартфоны и тому подобное или использоваться в качестве строительного материала.