Bạn có nhớ melamine không? Nó 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, khẳng định rằng melamine có thể được chế tạo thành một vật liệu cứng hơn thép và nhẹ hơn nhựa, khiến nhiều người ngạc nhiên. Bài báo được công bố bởi một nhóm nghiên cứu do nhà khoa học vật liệu nổi tiếng Michael Strano, giáo sư Khoa Kỹ thuật Hóa học tại Viện Công nghệ Massachusetts, dẫn đầu, và tác giả đầu tiên là nghiên cứu sinh sau tiến sĩ Yuwei Zeng.

Họ được cho là đã đặt tên chovật liệu trongđược làm từ melamine 2DPA-1, một loại polymer hai chiều tự lắp ráp thành các tấm để tạo thành 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, ít tan trong nước, nhưng cũng tan trong methanol, formaldehyde, axit axetic, glycerin, pyridine, v.v. Nó không tan trong acetone và ether. Melamine gây hại cho cơ thể con người, và cả Trung Quốc và WHO đều quy định không được sử dụng melamine trong chế biến thực phẩm hoặc phụ gia thực phẩm. Tuy nhiên, trên thực tế, melamine vẫn rất quan trọng trong việc làm nguyên liệu thô hóa học và nguyên liệu xây dựng, đặc biệt là trong sơn, vecni, tấm, keo dán và các sản phẩm khác, với 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 phân tử sẽ được cố định lại với nhau, khiến nó liên tục Các liên kết hydro trong phân tử sẽ được cố định lại với nhau, khiến 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 chắc chắn, 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 này với số lượng lớn.

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

Một đặc tính quan trọng khác của vật liệu này là độ kín khí. Trong khi các polyme khác bao gồm các chuỗi xoắn với các khe hở để khí có thể thoát ra, vật liệu mới này bao gồm các monome dính chặt vào 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 thấm 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 nghiên cứu 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 vật liệu này rất được mong đợi, và nếu có thể sản xuất hàng loạt, nó có thể mang lại những thay đổi lớn cho 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 hóa thạch sau năm 2035, nhưng phạm vi hoạt động của xe năng lượng mới hiện tại vẫn còn 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 được giảm đáng kể, đồng thời giảm tổn thất công suất, gián tiếp cải thiện phạm vi hoạt động của xe năng lượng mới.