MIT พัฒนาวัสดุรุ่นใหม่ที่ทนทานกว่าเหล็กกล้าแต่น้ำหนักเบา
ด้วยกระบวนการ Polymerization วิศวกรเคมีจาก MIT ได้สร้างวัสดุใหม่ขึ้นมาที่มีความแข็งแรงยิ่งกว่าเหล็กกล้า แต่ในขณะเดียวกันก็มีน้ำหนักเบากว่าพลาสติก ทั้งยังสามารถผลิตจำนวนมากได้ง่ายอีกด้วย
วัสดุใหม่นี้เป็นโพลีเมอร์ 2 มิติ ที่ประกอบตัวเองเป็นแผ่น แตกต่างจากโพลีเมอร์อื่นที่จับตัวเป็นวัสดุ 1 มิติ มีรูปร่างเหมือนเส้นสปาเก็ตตี้ ซึ่งการประกอบตัวเองเป็น 2 มิตินี้ ได้ทำลายความเชื่อของนักวิทยาศาสตร์ว่าไม่มีทางเหนี่ยวนำให้
โพลีเมอร์ทำเช่นนั้นได้
วัสดุใหม่นี้สามารถใช้เป็นการเคลือบน้ำหนักเบาสำหรับชิ้นส่วนยานยนต์ โทรศัพท์เคลื่อนที่ หรือสร้างวัสดุสำหรับสะพานไปจนถึงโครงสร้างอื่น ๆ
โดยทั่วไปแล้วเราจะพบโพลีเมอร์ได้ใน
พลาสติกแทบทั้งหมด ประกอบตัวเป็นห่วงโซ่ของบล็อก เรียกว่า
Monomer ห่วงโซ่เหล่านี้โตขึ้นโดยการเพิ่มโมเลกุลเข้าไปที่ปลายของสาย เมื่อก่อตัวเสร็จโพลีเมอร์จะสามารถมีรูปร่างเป็นวัตถุ 3 มิติ ได้แบบเดียวกับขวดน้ำโดยใช้การฉีดแม่พิมพ์
นักวิทยาศาสตร์ด้านโพลีเมอร์ตั้งข้อสันนิฐานไว้ว่า หากโพลีเมอร์กลายเป็นแผ่น 2 มิติขึ้นมาได้จะต้องมีความแข็งแรงอย่างมากและมีน้ำหนักเบา ทว่าตลอดเวลาหลายทศวรรษที่ผ่านมาผลการวิจัยกลับไม่ได้บ่งชี้ว่าจะเป็นไปได้ สาเหตุเพราะหาก Monomer นั้นหมุนขึ้นหรือลงจากแผ่นวัสดุที่กำลังขยายตัว วัตถุนั้นจะเริ่มขยายเป็น 3 มิติ และโครงสร้างแบบแผ่นจะหายไป
การค้นพบใหม่นี้ เมื่อ Monomer สร้างบล็อก จะใช้สารประกอบอย่างเมลามีนซึ่งมีวงแหวนของคาร์บอนและอะตอมของไนโตรเจน เมื่ออยู่ภายใต้สภาพแวดล้อมที่เหมาะสม Monomer เหล่านี้สามารถเติบโตไปเป็นวัตถุ 2 มิติ รูปร่างดิสก์ ดิสก์เหล่านี้สามารถซ้อนทับกันเองได้ และยังเข้าหากันด้วยพันธะไฮโดรเจนระหว่างชั้น ทำให้โครงสร้างมีความแข็งแรงอย่างมาก
ความแข็งแรงของวัสดุใหม่นี้ก่อนที่จะเกิดการสูญเสียรูปร่างนั้นมีมากกว่ากระจกกันกระสุน 4 – 6 เท่า แข็งแรงกว่าเหล็กกล้า 2 เท่าแต่มีความหนาแน่นเพียง 1 ใน 6 ของเหล็กเท่านั้น นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติ 2DPA-1 ซึ่งทำให้ก๊าซไม่สามารถเล็ดลอดผ่านได้ ในขณะที่โพลีเมอร์ทั่วไปสร้างโซ่ที่เป็นรูปทรงขดม้วนขึ้นมา แต่ Monomer นั้นเป็นเหมือน LEGO ที่ยึดติดกันมากกว่า ทำให้โมเลกุลไม่สามารถซึมผ่านไปได้
ขอบคุณที่มาโดย MIT NEWS , MODERN MANUFACTURINGขอบคุณภาพโดย SHUTTER STOCKอ่านบทความเพิ่มเติม >> คลิกที่นี่
