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強(qiáng)度比鋼鐵硬 重量卻比塑料輕！科學(xué)家開發(fā)出一種新型材料

來源： 科技日?qǐng)?bào) ? 2022-07-22 10:41:14

想象這樣一種材料，強(qiáng)度比鋼鐵硬，重量卻比塑料輕，而且還可以很容易地大批量生產(chǎn)，那將給人們的生活帶來怎樣的變化?

近期，國(guó)外有關(guān)科研團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出了這樣一種新型材料。它是一種二維聚合物，科研人員將其稱為2DPA-1。

聚合物一般指高分子化合物。我們常見的塑料、塑膠都是聚合物。聚合物基本由一維分子鏈構(gòu)成。幾十年來，科學(xué)家們一直嘗試合成二維聚合物分子，研究不同分子維度給高分子帶來的特殊性質(zhì)。

不過，想要讓聚合物形成二維材料是非常困難的。雖然一些團(tuán)隊(duì)已經(jīng)取得了一些成功，但所產(chǎn)生的材料有缺陷，降低了它們的強(qiáng)度或其他理想性能。

在這項(xiàng)研究中，曾經(jīng)因引起食品安全問題而臭名昭著的三聚氰胺反而發(fā)揮了極大的用途。科研人員在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)?shù)臈l件下，三聚氰胺分子單體可以在二維上生長(zhǎng)，分子中的氫鍵會(huì)固定在一起，在不斷堆疊中形成圓盤狀。這種結(jié)構(gòu)非常牢固，就像樂高積木一樣緊緊鎖合，再也分不開。

這種特殊的結(jié)構(gòu)，讓制備出的二維聚合物材料十分穩(wěn)定。盡管它非常薄且輕，但強(qiáng)度是鋼的兩倍。

這種材料制備起來非常容易，只需要溶液，單體就可以在其中自行堆疊成片狀，適合做薄膜或者涂層。由于是二維分子結(jié)構(gòu)，這種材料可以阻止水和氣體透過，密閉性非常強(qiáng)。

此外，這種二維聚合物可以應(yīng)用到復(fù)合材料中。研究人員通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，少量二維聚合物的加入，就可以顯著提高聚碳酸酯的機(jī)械性能，使其具備更高強(qiáng)度和韌性。聚碳酸酯常被用作防彈玻璃中的有機(jī)夾層?？梢韵胂?，加入二維聚合物后，聚碳酸酯將會(huì)更好地發(fā)揮其作用。

可以預(yù)見，這種高強(qiáng)度的輕質(zhì)材料有著廣闊的應(yīng)用前景。不僅可以成為車輛、智能手機(jī)等設(shè)備的涂層，而且還可以作為建筑材料使用。

標(biāo)簽： 鐵和塑料可以結(jié)合的膠 什么比鐵硬 比鐵硬的金屬有哪些 聚合物塑膠

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