Vai atceraties melamīnu? Tā ir bēdīgi slavenā "piena pulvera piedeva", bet pārsteidzošā kārtā to var "pārveidot".

2. februārī žurnālā "Nature", vadošajā starptautiskajā zinātniskajā žurnālā, tika publicēts pētniecisks raksts, kurā apgalvots, ka no melamīna var iegūt materiālu, kas ir cietāks par tēraudu un vieglāks par plastmasu, kas cilvēkus ļoti pārsteidza. Rakstu publicēja komanda, kuru vadīja atzītais materiālzinātnieks Maikls Strano, Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta Ķīmiskās inženierijas katedras profesors, un pirmais autors bija pēcdotorantūras stipendiāts Juvei Dzens.

Tiek ziņots, ka viņi nosaucamateriālsizgatavots no melamīna 2DPA-1, divdimensiju polimēra, kas pats saliekas loksnēs, veidojot mazāk blīvu, bet ārkārtīgi izturīgu, augstas kvalitātes materiālu, par kuru ir iesniegti divi patenti.

Melamīns, plašāk pazīstams kā dimetilamīns, ir balts monoklīns kristāls, kas izskatās līdzīgs piena pulverim.

Melamīns ir bezgaršīgs un nedaudz šķīst ūdenī, bet arī metanolā, formaldehīdā, etiķskābē, glicerīnā, piridīnā u.c. Tas nešķīst acetonā un ēterī. Tas ir kaitīgs cilvēka organismam, un gan Ķīna, gan PVO ir norādījušas, ka melamīnu nedrīkst izmantot pārtikas pārstrādē vai pārtikas piedevās, taču patiesībā melamīns joprojām ir ļoti svarīga ķīmiskā izejviela un būvniecības izejviela, īpaši krāsās, lakās, plāksnēs, līmēs un citos produktos, un tam ir daudz pielietojumu.

Melamīna molekulārā formula ir C3H6N6, un molekulmasa ir 126,12. No ķīmiskās formulas mēs varam zināt, ka melamīns satur trīs elementus: oglekli, ūdeņradi un slāpekli, un satur oglekļa un slāpekļa gredzenu struktūru, un MIT zinātnieki savos eksperimentos atklāja, ka šie melamīna molekulu monomēri atbilstošos apstākļos var augt divās dimensijās, un ūdeņraža saites molekulās tiks fiksētas kopā, padarot to nemainīgu, tāpat kā divdimensiju grafēna veidotā sešstūra struktūra, un šī struktūra ir ļoti stabila un spēcīga, tāpēc zinātnieku rokās melamīns tiek pārveidots par augstas kvalitātes divdimensiju loksni, ko sauc par poliamīdu.

Strano teica, ka materiālu ir arī viegli ražot, un to var spontāni ražot šķīdumā, no kura vēlāk var noņemt 2DPA-1 plēvi, nodrošinot vienkāršu veidu, kā lielos daudzumos izgatavot ārkārtīgi izturīgu, bet plānu materiālu.

Pētnieki atklāja, ka jaunajam materiālam ir elastības modulis, kas ir deformācijai nepieciešamā spēka mērs, kas ir četras līdz sešas reizes lielāks nekā ložu necaurlaidīgajam stiklam. Viņi arī atklāja, ka, neskatoties uz to, ka polimēra blīvums ir sesto daļu mazāks nekā tēraudam, tam ir divreiz lielāka tecēšanas robeža jeb spēks, kas nepieciešams materiāla pārraušanai.

Vēl viena materiāla svarīga īpašība ir tā hermētiskums. Kamēr citi polimēri sastāv no savītām ķēdēm ar spraugām, pa kurām var izplūst gāze, jaunais materiāls sastāv no monomēriem, kas salīp kopā kā Lego klucīši, un molekulas nevar iekļūt starp tiem.

"Tas ļauj mums izveidot īpaši plānus pārklājumus, kas ir pilnībā izturīgi pret ūdens vai gāzes iekļūšanu," sacīja zinātnieki. Šāda veida barjerpārklājumu varētu izmantot, lai aizsargātu metālus automašīnās un citos transportlīdzekļos vai tērauda konstrukcijās."

Tagad pētnieki sīkāk pēta, kā šo konkrēto polimēru var veidot divdimensiju loksnēs, un cenšas mainīt tā molekulāro sastāvu, lai radītu cita veida jaunus materiālus.

Ir skaidrs, ka šis materiāls ir ļoti pieprasīts, un, ja to varēs ražot masveidā, tas varētu radīt būtiskas pārmaiņas autobūves, kosmosa un ballistiskās aizsardzības jomās. Īpaši jaunu enerģijas transportlīdzekļu jomā, lai gan daudzas valstis plāno pakāpeniski pārtraukt degvielas transportlīdzekļu izmantošanu pēc 2035. gada, pašreizējais jaunu enerģijas transportlīdzekļu klāsts joprojām ir problēma. Ja šo jauno materiālu varēs izmantot autobūves jomā, tas nozīmēs, ka jaunu enerģijas transportlīdzekļu svars tiks ievērojami samazināts, kā arī tiks samazināti jaudas zudumi, kas netieši uzlabos jaunu enerģijas transportlīdzekļu darbības rādiusu.