Новый «суперпластик» уже здесь, и он может затронуть ваш мобильный телефон, машину и дом.

А вот и «супергерой» пластикового мира.

Журнал «Nature» недавно объявил результат, который считался «невозможным» —

Ученые Массачусетского технологического института разработали новый материал под названием 2DPA-1, который в 4-6 раз прочнее пуленепробиваемого стекла и в два раза тверже стали, но составляет всего 1/6 плотности.

Самое удивительное, что он такой же легкий, как обычный пластик.

То есть он чрезвычайно прочный и чрезвычайно тонкий .

Кроме того, его легко запустить в массовое производство.

Это также означает, что эта «суперпластика» очень близка каждому.

Революционный прогресс материаловедения — это разрушительное изменение для всех сфер жизни. Естественно, он также охватывает все аспекты нашей жизни.

Пусть "суперпластик" пока летает

Когда он используется на телефоне…

Легкое и прочное покрытие делает ваш телефон более устойчивым к износу.

Когда это становится повседневным инструментом —

Пластиковые пакеты, которые мы обычно используем, можно превратить в пакеты с застежками-молниями и использовать повторно, и они более долговечны, чем тканевые и кожаные сумки.

При упаковке определенных предметов не беспокойтесь о том, что полиэтиленовый пакет может быть случайно проткнут.

Когда он используется в автомобиле…

Как материал для изготовления автомобилей, он может сделать автомобили легче, что, в свою очередь, снижает потребление энергии и продлевает срок службы.

В качестве барьерного покрытия оно защищает металлическую или стальную конструкцию автомобиля, продлевая срок ее службы.

Поскольку его плотность настолько мала, что оно непроницаемо для газа, это барьерное покрытие также можно превратить в «краску» или промышленное покрытие, которое можно наносить на предметы в доме, которые в этом нуждаются, предотвращая их окисление, ржавчину и гниение. .

как естественный барьер.

Это будет его первое и самое ближайшее коммерческое применение.

Когда он используется на зданиях…

Характеристики этого «суперпластика» лучше, чем у стали и других материалов.Будь то строительство мостов или зданий, он может сократить использование материалов по сравнению с прошлым.

В то же время изготовление этого материала проще, чем изготовление и стекла, и стали, что снижает потребление энергии и трудозатраты.

Другими словами, он более экологичен и устойчив.

Когда сталкиваешься со всеми сферами жизни –

Его можно превратить в щит и бронежилет, что сделает передвижение полицейских проще и безопаснее, а в аэрокосмической технике он также может уменьшить вес и обеспечить качество запуска…

Вполне возможно, что его мощные функции также будут использоваться в большем количестве мест для удовлетворения наших жизненных потребностей.

Как делают «суперпластик»?

«Сверхпластичный» 2ДПА-1 представляет собой двумерный полимер.

До сих пор полимеры обычно могли образовывать только одномерные структуры.

Наши повседневные пластмассы, каучуки и стекло — все это полимеры. По сути, это одиночные молекулярные цепи, которые соединены вместе плоско, как спагетти. Когда к их концам добавляются новые молекулы, они растут и расширяются, как пирог в духовке. становится трехмерным объектом.

Это позволяет им быть очень легкими, но и обнажает слабость — между молекулами есть промежутки, через которые могут проходить газы.

Вот почему, когда вы кладете пакет с пряными полосками в полиэтиленовый пакет, вы также можете почувствовать соблазнительный запах снаружи.

Ученые десятилетиями пытались изучить двумерные полимеры, но безуспешно.

Потому что пока есть хоть один мономер, который не движется по правилам и начинает отклоняться влево-вправо вращаться, чешуйчатая структура будет разрушаться, и в конце концов она разрастется в «пушистую лепешку».

На этот раз профессор Массачусетского технологического института Майкл С. Страно и его коллеги наконец преодолели предел.

Они создали новый материал из соединения: меламина.

Меламин имеет кольцевую структуру углерода и азота, и мономеры могут расти в двух измерениях, образуя диски, которые укладываются друг на друга, а водородные связи между слоями стабильно соединяются, и структура становится очень прочной.

Это похоже на то, как все дети сидят в ряд на детской площадке, держатся за руки, потом прислоняются друг к другу, и сцепляются вместе, как кубики Лего, и не могут быть снова разделены.

Так родились новые двумерные полимеры.

Этот высокопрочный материал не только очень легкий, но и очень твердый, тверже стали.

Поскольку мономеры прочно сцеплены друг с другом, ни газ, ни молекулы воды не могут проникнуть внутрь, а воздухонепроницаемость очень прочная, поэтому он действует как естественный барьер и является воздухонепроницаемым.

Что еще более удивительно, так это то, что эти полимеры собираются сами по себе.

Просто нужно решение, в котором мономеры могут складываться в листы, и можно напрямую синтезировать больше композиционных материалов.

Теперь исследователи уже работают над новыми приложениями для покрытий и мембран, и когда будут проведены дальнейшие исследования структурных корректировок, можно будет производить новые поколения полимеров для нанофильтрации и газоразделения.

Будущие области применения «суперпластиков» безграничны.

Какого «будущего пластика» мы ждем?

Теперь у всех впечатление от пластика может быть не очень хорошим.

Пластиковые соломинки, вставленные в ноздри морских черепах, пластиковый мусор, который не разлагается в течение сотен лет, пластиковые изделия, которые не могут быть переработаны и с трудом поддаются повторному использованию, и клубящиеся отработанные газы от сжигания пластика…

Есть данные, показывающие, что:

• Если бы жизненный цикл пластмасс был страной, она была бы пятым по величине источником выбросов парниковых газов в мире ;
• Согласно данным, опубликованным ООН, каждый год в мире потребляется 500 миллиардов пластиковых пакетов, а каждую минуту продается 1 миллион пластиковых бутылок ;
• Если мы не изменим способы производства и использования пластика, к 2050 году на планете будет 12 миллиардов тонн пластиковых отходов.

Таким образом, от Coca-Cola, крупнейшей компании, загрязняющей окружающую среду пластиком, для увеличения переработки пластмасс до различных новых потребительских брендов, которые выступают за зеленую защиту окружающей среды, цепочка поставок и продукты стали более устойчивыми, и даже крупные супермаркеты и магазины шаговой доступности начали «Пластический предел».

Но причина, по которой от пластика так трудно избавиться, заключается в том, что он действительно хорошо работает.

Поэтому необходимо решать проблему от источника.

Уже есть много компаний, заменяющих пластмассы новыми материалами.

Стартап Ecovative использует в качестве упаковочного материала грибы , в которых мицелий может вырасти до определенного размера и формы, а также способствует разложению и переработке.

Allbirds, которая всегда уделяла особое внимание защите окружающей среды, использует кашемир для обуви , переработанные бутылки для шнурков, а упаковка на 90% заменена переработанным картоном.

На полумарафоне, прошедшем в Лондоне в прошлом году, спортсмены наполовину съели «капсулу для водного поло» под названием «Оохо» , потому что упаковка была не пластиковой, а сделанной из морских водорослей и растительных ингредиентов.

Кто-то даже растворил нити ДНК спермы лосося в воде, чтобы сформировать мягкий, эластичный «гидрогель», который команда назвала «ДНК-пластиком».

«Пластиковые заменители» — это способ облегчить жизнь, но есть много мест, где нельзя заменить настоящий пластик.

Так и на другом треке одна за другой рождались новые пластики.

Все больше знакомы с нынешними биоразлагаемыми пластиками.

Под «биоразлагаемым» пластиком в терминологии обычно понимают выбрасывание пластика в землю, и он через некоторое время автоматически исчезнет.

Но на самом деле ему все еще нужно достаточно времени, чтобы разложиться, возможно, сотни лет.

В этом нет особого смысла, в конце концов, все биоразлагаемо в течение определенного периода времени.

Существует также «компостируемый пластик», который, как вы думаете, растворится в почве и сделает почву просто питательной.

Но на самом деле это работает только в специальных компостерах. И даже если этот пластик легко доступен, мы не можем бросить его весь в нужную почву.

Технологии развиваются стремительно.

В прошлом году также в журнале Nature ученые создали пластик, который разлагается за дни или недели .

Стартап в районе залива Сан-Франциско также создал «компостируемый пластик» под названием Intropic Materials , который позволяет людям выращивать растения в горшках и превращать их в удобрения дома.

Как только этот пластик станет широко распространенным, мы сможем выбросить его без вины.

Вышеупомянутые «суперпластики» можно применять в новых областях и даже заменить сталь и другие материалы.

Эта пластиковая война только началась.

Заглавная картинка взята из: «Инопланетный катаклизм».

#Добро пожаловать на официальный аккаунт Айфанер в WeChat: Айфанер (WeChat: ifanr), в ближайшее время вам будет представлен более интересный контент.

Love Faner | Исходная ссылка · Просмотреть комментарии · Sina Weibo