Спомняте ли си меламина? Това е скандалната „добавка към мляко на прах“, но изненадващо, тя може да бъде „трансформирана“.

На 2 февруари в Nature, водещото международно научно списание, беше публикувана научна статия, в която се твърди, че меламинът може да бъде направен в материал, който е по-твърд от стоманата и по-лек от пластмасата, за голяма изненада на хората. Статията е публикувана от екип, ръководен от известния учен по материалознание Майкъл Страно, професор в катедрата по химично инженерство в Масачузетския технологичен институт, а първият автор е постдокторантът Ювей Дзен.

Според съобщенията, те са нареклиматериал ввентилиран от меламин 2DPA-1, двуизмерен полимер, който се самосглобява в листове, за да образува по-малко плътен, но изключително здрав, висококачествен материал, за който са подадени два патента.

Меламинът, известен като диметиламин, е бял моноклинен кристал, подобен на млечния фосфат.

Меламинът е безвкусен и слабо разтворим във вода, но също така в метанол, формалдехид, оцетна киселина, глицерин, пиридин и др. Неразтворим е в ацетон и етер. Вреден е за човешкото тяло и както Китай, така и СЗО са посочили, че меламинът не трябва да се използва в хранително-вкусовата промишленост или като хранителни добавки, но всъщност меламинът все още е много важен като химическа суровина и строителна суровина, особено в бои, лакове, плочи, лепила и други продукти, които имат много приложения.

Молекулната формула на меламина е C3H6N6, а молекулното тегло е 126.12. Чрез химичната му формула можем да разберем, че меламинът съдържа три елемента - въглерод, водород и азот, и има структура от въглеродни и азотни пръстени. Учени от MIT са установили в своите експерименти, че тези мономери на меламинови молекули могат да растат в две измерения при подходящи условия, а водородните връзки в молекулите ще бъдат фиксирани заедно, което ги прави в постоянно състояние. Водородните връзки в молекулите ще бъдат фиксирани заедно, което ги прави да образуват дисковидна форма при постоянно подреждане, точно като шестоъгълната структура, образувана от двуизмерния графен, и тази структура е много стабилна и здрава, така че в ръцете на учените меламинът се трансформира във висококачествен двуизмерен лист, наречен полиамид.

Материалът е лесен за производство, каза Страно, и може да се произвежда спонтанно в разтвор, от който по-късно може да се отстрани 2DPA-1 филмът, което осигурява лесен начин за производство на изключително здравия, но тънък материал в големи количества.

Изследователите установили, че новият материал има модул на еластичност, мярка за силата, необходима за деформация, който е четири до шест пъти по-голям от този на бронираното стъкло. Те също така установили, че въпреки че е с една шеста от плътността на стоманата, полимерът има два пъти по-голяма граница на провлачване или силата, необходима за счупване на материала.

Друго ключово свойство на материала е неговата херметичност. Докато другите полимери се състоят от усукани вериги с пролуки, през които може да излиза газ, новият материал се състои от мономери, които се слепват като блокчета Лего и молекулите не могат да попаднат между тях.

„Това ни позволява да създаваме ултратънки покрития, които са напълно устойчиви на проникване на вода или газ“, казаха учените. Този тип бариерно покритие може да се използва за защита на метали в автомобили и други превозни средства или стоманени конструкции.“

Сега изследователите изучават по-подробно как този конкретен полимер може да се оформи в двуизмерни листове и се опитват да променят молекулярния му състав, за да създадат други видове нови материали.

Ясно е, че този материал е силно желан и ако може да бъде произведен масово, би могъл да донесе големи промени в автомобилната, аерокосмическата и балистичната защита. Особено в областта на превозните средства с нови енергийни източници, въпреки че много страни планират постепенно да премахнат превозните средства с гориво след 2035 г., настоящата гама от превозни средства с нови енергийни източници все още е проблем. Ако този нов материал може да се използва в автомобилната индустрия, това означава, че теглото на превозните средства с нови енергийни източници ще бъде значително намалено, а също и ще се намали загубата на мощност, което косвено ще подобри пробега на превозните средства с нови енергийни източници.