Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’ndeki (MIT) kimya mühendislerinden oluşan bir ekip, çelikten daha güçlü ve plastik kadar hafif yeni bir malzeme yaratarak, koruyucu bir kaplama olarak inşaat, otomotiv ve cep telefonu imalatında potansiyel uygulamaları ortaya çıkardı.
Yenilikçi bir polimerizasyon işlemi kullanılarak oluşturulan yeni malzeme, tek boyutlu, spagetti benzeri zincirler oluşturan diğer tüm polimerlerin aksine tabakalar halinde kendiliğinden birleşen iki boyutlu bir polimerdir.
MIT’de Carbon P. Dubbs Kimya Mühendisliği Profesörü ve yeni çalışmanın kıdemli yazarı Michael Strano, 2DPA-1 adı verilen malzemenin büyük miktarlarda kolayca üretilebileceğini ve otomobil parçaları veya cep telefonları için hafif, dayanıklı bir kaplama olarak veya köprüler ve diğer yapılar için yapı malzemesi olarak kullanım bulabileceğini söylüyor.
“Plastiğin genellikle bir binayı desteklemek için kullanabileceğiniz bir şey olduğunu düşünmüyoruz, ancak bu malzemeyle yeni şeyleri mümkün kılabilirsiniz”
MIT’den 2DPA-1 isimli yeni malzeme
Yeni polimerizasyon işlemi, poliaramid adı verilen iki boyutlu bir tabakanın üretilmesine izin veriyor. Monomer yapı taşları için karbon ve nitrojen atomlarından oluşan bir halka içeren melamin adı verilen bir bileşik kullanılır.
Doğru koşullar altında bu monomerler, yapıyı çok kararlı ve güçlü kılan, katmanlar arasındaki hidrojen bağlarıyla bir arada tutulan, birbiri üzerine yığılan diskler oluşturarak iki boyutta büyüyebilir.
“Spagetti benzeri bir molekül yapmak yerine, moleküllerin kendilerini iki boyutta birbirine bağlamasını sağladığımız tabaka benzeri bir moleküler düzlem yapabiliriz. Bu mekanizma, çözelti içinde kendiliğinden gerçekleşir ve biz malzemeyi sentezledikten sonra, olağanüstü güçlü olan ince filmleri kolayca döndürerek kaplayabiliriz.”
Araştırmacılara göre, bir malzemeyi deforme etmek için ne kadar kuvvet gerektiğinin bir ölçüsü olan yeni malzemenin elastik modülü, kurşun geçirmez camınkinden 4-6 kat daha fazla. Malzemenin yoğunluğu çeliğin yalnızca altıda biri kadar olmasına rağmen, akma dayanımı veya malzemeyi kırmak için ne kadar kuvvet gerektiği çelikten iki kat daha yüksek.
Yeni malzeme, diğer polimerlerin aksine gazlara karşı da dayanıklı. Strano, “Bu, su veya gazların geçmesini tamamen engelleyebilecek ultra ince kaplamalar oluşturmamıza izin verebilir. Bu tür bariyer kaplama, metalleri arabalarda, diğer araçlarda veya çelik yapılarda korumak için kullanılabilir.” dedi.
