Is polaiméir dhéthoiseach é an t-ábhar nua, déanta as meilimín , a thionólann féin i mbileoga, murab ionann agus gach polaiméir eile, a chruthaíonn slabhraí aontoiseacha, cosúil le spaigití. Go dtí seo, chreid eolaithe nach raibh sé indéanta polaiméirí a spreagadh chun bileoga 2T a fhoirmiú.
D’fhéadfaí ábhar den sórt sin a úsáid mar sciath éadrom, marthanach do pháirteanna gluaisteán nó do fhóin phóca, nó mar ábhar tógála do dhroichid nó do struchtúir eile, a deir Michael Strano, Ollamh Innealtóireachta Ceimiceach Carbon P. Dubbs ag MIT agus údar sinsearach an staidéir nua.
“De ghnáth ní smaoinímid ar phlaistigh mar rud a d’fhéadfá a úsáid chun foirgneamh a thacú, ach leis an ábhar seo, is féidir rudaí nua a chumasú,” a deir sé. “Tá airíonna an-neamhghnácha aige agus táimid an-tógtha faoi sin.”
Tá dhá phaitinn curtha isteach ag na taighdeoirí ar an bpróiseas a d'úsáid siad chun an t-ábhar a ghiniúint, rud a thuairiscíonn siad i bpáipéar atá le feiceáil inniu in Nature . Is í iar-dhochtúir MIT, Yuwen Zeng, príomhúdar an staidéir.
Dhá thoise
Is éard atá i bpolaiméirí, lena n-áirítear gach cineál plaisteach, slabhraí de bhloic thógála ar a dtugtar monaiméirí. Fásann na slabhraí seo trí mhóilíní nua a chur ar a gcuid foircinn. Nuair a bhíonn siad déanta, is féidir polaiméirí a mhúnlú ina rudaí tríthoiseacha, amhail buidéil uisce, ag baint úsáide as múnlú insteallta.
Tá hipitéis fhada ag eolaithe polaiméire gur cheart go gcruthódh siad ábhair thar a bheith láidir agus éadroma dá bhféadfaí polaiméirí a spreagadh chun fás ina mbileog dhéthoiseach. Mar sin féin, mar thoradh ar go leor blianta oibre sa réimse seo, thángthas ar an gconclúid nach raibh sé indéanta bileoga den sórt sin a chruthú. Cúis amháin leis seo ná, má rothlaíonn monaiméir amháin suas nó síos, amach as plána na bileoige atá ag fás, go dtosóidh an t-ábhar ag leathnú i dtrí thoise agus go gcaillfear an struchtúr bileoige.
Mar sin féin, sa staidéar nua, cheap Strano agus a chomhghleacaithe próiseas polaiméirithe nua a ligeann dóibh bileog dhéthoiseach ar a dtugtar pola-araimíd a ghiniúint. Maidir leis na bloic thógála monaiméirí, úsáideann siad comhdhúil ar a dtugtar meilimín, ina bhfuil fáinne d'adaimh carbóin agus nítrigine. Faoi na coinníollacha cearta, is féidir leis na monaiméirí seo fás i ndá thoise, ag foirmiú dioscaí. Cruachtar na dioscaí seo ar bharr a chéile, agus iad ceangailte le chéile ag naisc hidrigine idir na sraitheanna, rud a fhágann go bhfuil an struchtúr an-chobhsaí agus láidir.
“In ionad móilín cosúil le spaigití a dhéanamh, is féidir linn plána móilíneach cosúil le leathán a dhéanamh, áit a bhfaighimid móilíní chun iad féin a cheangal le chéile i ndá thoise,” a deir Strano. “Tarlaíonn an mheicníocht seo go spontáineach i dtuaslagán, agus tar éis dúinn an t-ábhar a shintéisiú, is féidir linn scannáin thanaí atá thar a bheith láidir a sníomh go héasca.”
Ós rud é go ndéanann an t-ábhar féin-chomhthionól i dtuaslagán, is féidir é a dhéanamh i gcainníochtaí móra trí chainníocht na n-ábhar tosaigh a mhéadú. Léirigh na taighdeoirí gur féidir leo dromchlaí a chóta le scannáin den ábhar, ar a dtugann siad 2DPA-1.
“Leis an dul chun cinn seo, tá móilíní planáracha againn a bheidh i bhfad níos éasca a mhúnlú i n-ábhar an-láidir ach thar a bheith tanaí,” a deir Strano.
Solas ach láidir
Fuair na taighdeoirí amach go bhfuil modúl leaisteach an ábhair nua — tomhas ar an méid fórsa a thógann sé chun ábhar a dhífhoirmiú — idir ceithre agus sé huaire níos mó ná modúl leaisteach gloine piléardhíonach. Fuair siad amach freisin go bhfuil a neart toraidh, nó an méid fórsa a thógann sé chun an t-ábhar a bhriseadh, dhá oiread níos mó ná cruach, cé nach bhfuil ach thart ar an séú cuid de dhlús cruach ag an ábhar.
Gné thábhachtach eile de 2DPA-1 ná go bhfuil sé dothuigthe do gháis. Cé go ndéantar polaiméirí eile as slabhraí coilithe le bearnaí a ligeann do gháis dul tríd, déantar an t-ábhar nua as monaiméirí a ghlasálann le chéile cosúil le LEGOanna, agus ní féidir le móilíní dul eatarthu.
“D’fhéadfadh sé seo ligean dúinn bratuithe ultra-thanaí a chruthú a fhéadann cosc iomlán a chur ar uisce nó gáis dul tríd,” a deir Strano. “D’fhéadfaí an cineál seo brataithe bacainní a úsáid chun miotal a chosaint i ngluaisteáin agus i bhfeithiclí eile, nó i struchtúir chruach.”
Tá Strano agus a chuid mac léinn ag déanamh staidéir níos mine anois ar an gcaoi a bhfuil an polaiméir seo in ann bileoga 2T a fhoirmiú, agus tá siad ag déanamh turgnamh maidir lena chomhdhéanamh móilíneach a athrú chun cineálacha eile ábhar nua a chruthú.
Maoiníodh an taighde ag an Ionad um Iompar Nanasach Feabhsaithe (CENT), Ionad Taighde Teorann Fuinnimh atá urraithe ag Oifig Eolaíochta Roinn Fuinnimh na Stát Aontaithe, agus Saotharlann Taighde an Airm.
Teagmháil Nuachta:
r-phost: [ríomhphost faoi chosaint]
Teil: + 86 28-8411-1861-