Bạn có nhớ melamine không? Đây là "chất phụ gia sữa bột" khét tiếng, nhưng đáng ngạc nhiên là nó có thể được "biến đổi".

Vào ngày 2 tháng 2, một bài báo nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học quốc tế hàng đầu Nature, tuyên bố rằng melamine có thể được chế tạo thành một vật liệu cứng hơn thép và nhẹ hơn nhựa, khiến mọi người rất ngạc nhiên. Bài báo được công bố bởi một nhóm do nhà khoa học vật liệu nổi tiếng Michael Strano, giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Hóa học tại Viện Công nghệ Massachusetts, và tác giả đầu tiên là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ Yuwei Zeng.

Họ được cho là đã đặt tênvật liệu trongđược làm từ melamine 2DPA-1, một loại polymer hai chiều tự lắp ráp thành các tấm để tạo thành một vật liệu ít đặc hơn nhưng cực kỳ chắc chắn, chất lượng cao, đã được nộp hai bằng sáng chế.

Melamine, thường được gọi là dimethylamine, là một tinh thể đơn nghiêng màu trắng trông giống như sữa p

Melamine không vị và ít tan trong nước, nhưng cũng tan trong methanol, formaldehyde, axit axetic, glycerin, pyridine, v.v. Không tan trong acetone và ether. Nó có hại cho cơ thể con người, và cả Trung Quốc và WHO đều chỉ định rằng không nên sử dụng melamine trong chế biến thực phẩm hoặc phụ gia thực phẩm, nhưng trên thực tế melamine vẫn rất quan trọng như nguyên liệu thô hóa học và nguyên liệu xây dựng, đặc biệt là trong sơn, vecni, tấm, chất kết dính và các sản phẩm khác có rất nhiều ứng dụng.

Công thức phân tử của melamine là C3H6N6 và khối lượng phân tử là 126,12. Thông qua công thức hóa học của nó, chúng ta có thể biết rằng melamine chứa ba nguyên tố là carbon, hydro và nitơ, và chứa cấu trúc của các vòng carbon và nitơ, và các nhà khoa học tại MIT đã phát hiện ra trong các thí nghiệm của họ rằng các phân tử melamine này các monome có thể phát triển trên hai chiều trong điều kiện thích hợp và các liên kết hydro trong các phân tử sẽ được cố định với nhau, làm cho nó liên tục Các liên kết hydro trong các phân tử sẽ được cố định với nhau, làm cho nó tạo thành hình đĩa xếp chồng liên tục, giống như cấu trúc lục giác được hình thành bởi graphene hai chiều và cấu trúc này rất ổn định và mạnh mẽ, vì vậy melamine được chuyển đổi thành một tấm hai chiều chất lượng cao gọi là polyamide trong tay các nhà khoa học.

Strano cho biết vật liệu này cũng dễ sản xuất và có thể được sản xuất tự nhiên trong dung dịch, sau đó có thể loại bỏ lớp màng 2DPA-1, giúp dễ dàng sản xuất vật liệu cực kỳ bền nhưng mỏng với số lượng lớn.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng vật liệu mới có mô đun đàn hồi, một thước đo lực cần thiết để biến dạng, lớn hơn từ bốn đến sáu lần so với kính chống đạn. Họ cũng phát hiện ra rằng mặc dù chỉ bằng một phần sáu mật độ của thép, nhưng polyme có độ bền kéo gấp đôi, hay lực cần thiết để phá vỡ vật liệu.

Một đặc tính quan trọng khác của vật liệu này là tính kín khí. Trong khi các loại polyme khác bao gồm các chuỗi xoắn có khe hở để khí có thể thoát ra, vật liệu mới bao gồm các monome dính chặt với nhau như các khối Lego và các phân tử không thể xen vào giữa chúng.

Điều này cho phép chúng tôi tạo ra lớp phủ siêu mỏng hoàn toàn chống lại sự xâm nhập của nước hoặc khí", các nhà khoa học cho biết. Loại lớp phủ chắn này có thể được sử dụng để bảo vệ kim loại trong ô tô và các phương tiện khác hoặc các kết cấu thép.

Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang tìm hiểu chi tiết hơn về cách tạo thành các tấm polyme đặc biệt này thành các tấm hai chiều và đang cố gắng thay đổi thành phần phân tử của nó để tạo ra các loại vật liệu mới khác.

Rõ ràng là vật liệu này rất đáng mong đợi, và nếu có thể sản xuất hàng loạt, nó có thể mang lại những thay đổi lớn cho các lĩnh vực ô tô, hàng không vũ trụ và bảo vệ đạn đạo. Đặc biệt là trong lĩnh vực xe năng lượng mới, mặc dù nhiều quốc gia có kế hoạch loại bỏ dần xe chạy bằng nhiên liệu sau năm 2035, nhưng phạm vi xe năng lượng mới hiện tại vẫn là một vấn đề. Nếu vật liệu mới này có thể được sử dụng trong lĩnh vực ô tô, điều đó có nghĩa là trọng lượng của xe năng lượng mới sẽ giảm đáng kể, đồng thời giảm tổn thất công suất, gián tiếp cải thiện phạm vi của xe năng lượng mới.