Ar prisimenate melaminą? Tai liūdnai pagarsėjęs „pieno miltelių priedas“, bet, stebėtina, jį galima „transformuoti“.

Vasario 2 d. žurnale „Nature“, pirmaujančiame tarptautiniame moksliniame žurnale, buvo paskelbtas mokslinis straipsnis, kuriame teigiama, kad iš melamino galima pagaminti medžiagą, kuri yra kietesnė už plieną ir lengvesnė už plastiką, – tai labai nustebino žmones. Straipsnį paskelbė komanda, vadovaujama žinomo medžiagų mokslininko Michaelo Strano, Masačusetso technologijos instituto Cheminės inžinerijos katedros profesoriaus, o pirmasis autorius buvo podoktorantūros stažuotojas Yuwei Zeng.

Pranešama, kad jie pavadinomedžiagaišgaunamas iš melamino 2DPA-1 – dvimačio polimero, kuris savaime suformuoja lakštus ir sudaro mažiau tankią, bet itin tvirtą, aukštos kokybės medžiagą, kuriai pateikti du patentai.

Melaminas, paprastai žinomas kaip dimetilaminas, yra baltas monoklininis kristalas, panašus į pieno p

Melaminas yra beskonis ir mažai tirpsta vandenyje, taip pat metanolyje, formaldehide, acto rūgštyje, glicerine, piridine ir kt. Jis netirpsta acetone ir eteryje. Jis kenksmingas žmogaus organizmui, ir tiek Kinija, tiek PSO nurodė, kad melamino negalima naudoti maisto perdirbime ar maisto prieduose, tačiau iš tikrųjų melaminas vis dar yra labai svarbi cheminė žaliava ir statybinė žaliava, ypač dažuose, lakuose, plokštėse, klijuose ir kituose gaminiuose, turinčiuose daug pritaikymo galimybių.

Melamino molekulinė formulė yra C3H6N6, o molekulinė masė – 126,12. Pagal cheminę formulę melaminas sudarytas iš trijų elementų: anglies, vandenilio ir azoto, o jo struktūra sudaryta iš anglies ir azoto žiedų. MIT mokslininkai savo eksperimentuose nustatė, kad šie melamino molekulių monomerai tinkamomis sąlygomis gali augti dviejuose matmenyse, o vandeniliniai ryšiai molekulėse bus fiksuoti kartu, todėl molekulės sudarys disko formą, kuri nuolat susidėlios, kaip ir šešiakampė struktūra, kurią sudaro dvimatis grafenas, ir ši struktūra yra labai stabili ir stipri, todėl mokslininkų rankose melaminas virsta aukštos kokybės dvimačiu lakštu, vadinamu poliamidu.

Pasak Strano, medžiagą taip pat nesudėtinga pagaminti ir ji gali būti gaminama savaime tirpale, iš kurio vėliau galima pašalinti 2DPA-1 plėvelę, todėl tai yra paprastas būdas pagaminti itin tvirtą, bet ploną medžiagą dideliais kiekiais.

Tyrėjai nustatė, kad naujos medžiagos tamprumo modulis, deformacijai reikalingos jėgos matas, yra keturis–šešis kartus didesnis nei neperšaunamo stiklo. Jie taip pat nustatė, kad nepaisant to, jog polimero tankis yra šeštadaliu mažesnis nei plieno, jo takumo riba, arba jėga, reikalinga medžiagai sulaužyti, yra dvigubai didesnė.

Kita svarbi medžiagos savybė yra jos sandarumas. Nors kiti polimerai susideda iš susuktų grandinių su tarpais, pro kuriuos gali išeiti dujos, naujoji medžiaga sudaryta iš monomerų, kurie sulimpa kaip LEGO kaladėlės, ir molekulės negali tarp jų patekti.

„Tai leidžia mums sukurti itin plonas dangas, kurios yra visiškai atsparios vandens ar dujų prasiskverbimui“, – teigė mokslininkai. Šio tipo barjerinė danga galėtų būti naudojama metalams automobiliuose ir kitose transporto priemonėse arba plieninėms konstrukcijoms apsaugoti.“

Dabar tyrėjai išsamiau tyrinėja, kaip šį konkretų polimerą galima suformuoti į dvimačius lakštus, ir bando pakeisti jo molekulinę sudėtį, kad sukurtų kitų tipų naujas medžiagas.

Akivaizdu, kad ši medžiaga yra labai pageidaujama, ir jei ją bus galima pagaminti masiškai, ji gali atnešti didelių pokyčių automobilių, aviacijos ir kosmoso bei balistinės apsaugos srityse. Ypač naujų energijos transporto priemonių srityje, nors daugelis šalių planuoja palaipsniui atsisakyti degalų transporto priemonių po 2035 m., tačiau dabartinis naujų energijos transporto priemonių asortimentas vis dar kelia problemų. Jei ši nauja medžiaga bus naudojama automobilių srityje, tai reiškia, kad naujų energijos transporto priemonių svoris bus labai sumažintas, taip pat sumažės galios nuostoliai, o tai netiesiogiai pagerins naujų energijos transporto priemonių asortimentą.