Az új anyag ráadásul olyat tud, amit eddig egy polimer sem: filmszerű, két dimenziós rétegekbe áll össze a gyártás során.

Az MIT vegyészei által előállított matéria egy új polimerizációs eljárásnak köszönhetően erős, könnyű és nagy mennyiségben is egyszerűen előállítható. A kétdimenziós polimer a többi, láncokat képző polimerrel ellentétben lapokba áll össze, így strapabíró bevonatként lehet használható a mobiltelefonoktól elkezdve az épületekig mindenféle felületen.

A polimerek, amelyek közé az összes műanyag tartozik monomer egységek láncaiból állnak. Ezeket a láncokat formálják aztán a gyártás során három dimenziós tárgyakká, például flakonokká. Az anyagkutatók régóta vizsgálják annak lehetőségét, hogy a polimereket lehetséges-e két dimenziós lapok formájában növeszteni, hiszen ilyen módon egészen különleges, rendkívül erős, de könnyű anyagokat lehetne létrehozni. Amikor azonban évtizedes munka után sem sikerült ez megvalósítani, egyre inkább úgy tűnt, hogy lehetetlen vállalkozásról van szó.

A legfőbb probléma az volt, hogy ha a gyártás során akár egyetlen monomer is elfordul lefelé vagy felfelé a lap síkjához képest, az anyag onnantól máris három dimenzióban kezd terjeszkedni, és megszűnik a lap jelleg, vele pedig a kedvező tulajdonságok is. Az MIT szakértői azonban Michael Strano vezetésével kidolgoztak egy új polimerizációs eljárást, amellyel működik a koncepció. Monomerként melamint használtak, amely szén- és nitrogénatomok gyűrűjét tartalmazza. Megfelelő körülmények között ezek a monomerek korongokká növeszthetők, amelyek aztán hidrogénkötésekkel akár egymásra is halmozhatók és nagyon stabil, erős struktúrát képeznek.

A megszokott spagettiszerű szerkezet helyett Strano és kollégái tehát azt érték el, hogy a monomerek síkban kapcsolódjanak egymáshoz. Ez a folyamat a megfelelő oldatban spontán megy végbe, és miután megtörtént, az eredményül nyert film könnyen hasznosítható különböző felületeken. Így a nagyobb mennyiségben való gyártás is nagyon egyszerű, hiszen csak növelni kell az alapanyagok mennyiségét.

A 2DPA-1 névre keresztelt anyag rugalmassági modulusa 4–6-szorosa a golyóálló üvegének, kétszer olyan erős, mint az acél, ugyanakkor a sűrűsége csak hatoda az acélénak. Az anyagnak szintén fontos tulajdonsága, hogy légmentesen zár, szemben a polimerláncokból álló anyagokkal, amelyeken a gázok és a folyadékok át tudnak szivárogni. Így például jól használható lehet a fém struktúrák, például autók vagy hidak korrózió elleni védelmére is.

Forrás: ipon.hu / news.mit.edu / nature.com