2DPA-1 - Vật liệu polymer với đặc tính cứng hơn thép nhưng nhẹ hơn nhựa
mig0
5 thángBình luận: 18
2DPA-1 - Vật liệu polymer với đặc tính cứng hơn thép nhưng nhẹ hơn nhựa
Các kỹ sư hóa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT - Massachusetts Institute of Technology) đã thành công tạo ra 1 loại vật liệu mới có tính chất cứng hơn thép nhưng lại nhẹ hơn nhựa. Vật liệu đặc biệt này mở ra những ứng dụng sáng tạo mới trong thiết bị phục vụ con người.

Được đặt tên là 2DPA-1, vật liệu polymer mới là thành quả của 1 bước đột phá khi các nhà nghiên cứu tại MIT tạo ra 1 polymer 2 chiều. Polymer 2 chiều (two-dimensional polymer hay 2DP) là 1 đại phân tử đơn phân dạng tấm (sheet-like monomolecular macromolecule), gồm các phân tử lặp kết nối với nhau ở tất cả các cạnh. Việc chuyển từ 1 chiều sang 2 chiều cho phép polymer mới có thể tăng diện tích bề mặt, tạo màng xốp hay liên hợp quỹ đạo pi trong mặt phẳng nhằm tăng cường các đặc tính điện tử. 2DP khác biệt với các họ polymer khác vì chúng có thể được phân lập dưới dạng tinh thể nhiều lớp hoặc các tấm riêng lẻ.

mit_2dpa-1_polymer.jpg

Các nhà phát triển của 2DPA-1 đã đăng ký 2 bằng sáng chế có thể cho phép sản xuất loại vật liệu này với số lượng lớn. Nếu mọi chuyện suôn sẻ, 2DPA-1 sẽ cách mạng hóa cách thức sản xuất lớp phủ nhựa (plastic coating) thông dụng hiện tại. Giáo sư Michael Strano của MIT (tác giả cao cấp của nghiên cứu) cho biết: “Chúng tôi thường không nghĩ rằng nhựa là thứ mà bạn có thể sử dụng để hỗ trợ 1 tòa nhà, nhưng với vật liệu này, bạn có thể tạo ra những thứ mới. Nó có những đặc tính rất khác thường và chúng tôi rất vui mừng vì điều đó”. Giáo sư cũng lưu ý rằng 2DPA-1 có thể sử dụng làm lớp phủ cho các vật dụng như phụ tùng xe hơi hay điện thoại di động.

Hóa ra các nhà khoa học cũng đôi lúc mắc phải sai lầm. Từ trước đến nay, sau nhiều thập kỷ nghiên cứu, họ kết luận rằng polymer không thể hình thành ở dạng 2 chiều, và 2DPA-1 chứng minh điều ngược lại. Các nhà nghiên cứu phát triển 1 thứ gọi là polyaramide, tự kết nối với nhau thành 1 tấm 2 chiều sau khi được bỏ vào 1 dung dịch đặc biệt. Việc tạo ra 1 lượng lớn polyaramide khá dễ khi chỉ cần gia tăng hợp chất melamine sử dụng để sản xuất ra nó.

mit_2dpa-1_polymer-1.jpg

2DPA-1 có nguyên tắc hình thành giống như băng dán xé velcro. Liên kết giữa 2 lớp velcro chắc chắn là nhờ rất nhiều vòng và móc cùng kết dính lại với nhau đồng thời. Vật liệu “siêu nhân” này có được độ bền siêu cao là nhờ các liên kết hydro. Các monomer (phân tử hình thành các đơn vị cơ bản cho polymer) của 2DPA-1 có nguồn gốc từ melamine, chất này tiếp tục phân hủy thành các nguyên tử carbon và nitrogen trong cấu trúc vòng, và hình thành các platelet khi phát triển ở dạng 2 chiều. Các lớp micro-platelet sẽ trượt để giữ chúng lại với nhau, và nhờ rất nhiều liên kết hydro giữa các lớp sẽ giúp chúng xếp chồng lên nhau đồng thời ở đúng vị trí.

Cấu trúc dạng tấm của 2DPA-1 giúp vật liệu polymer này mạnh hơn kính chống đạn đến 6 lần, đồng thời nếu muốn bẻ gãy nó sẽ phải cần lực gấp đôi so với lực bẻ gãy thép. Điều này mở ra rất nhiều ứng dụng mới khi 2DPA-1 được sản xuất đại trà số lượng lớn, có thể là thay thế cho thép cũng như sợi kevlar, hoặc cường hóa độ bền của những thiết bị điện tử quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày.

Nguồn
18 bình luận
Hy vọng sớm được ứng dụng vào thực tế
nhd1986
ĐẠI BÀNG
4 tháng
@Hyper But Mong vậy, nhưng có một thuật ngữ khi nói về sắt thép cũng nên sớm chỉnh dần cho chuẩn. Đó là độ bền (strong/solid/durable - khả năng chịu sức ép, chống uốn, gãy, vỡ, mất kết cấu khối) chứ không phải độ cứng (hard - khả năng chịu sự đâm xuyên, chống mài mòn, trầy xước, rách bề mặt). Độ cứng chỉ dùng cho bề mặt, như kim cương có bề mặt rất cứng (khó trầy) nhưng độ bền kém (dễ vỡ), sắt thép thì ngược lại, chịu lực rất bền bỉ nhưng dễ bị trầy xước, mài mòn bề mặt.
Giá đắt thì khó tiếp cận
sao có thể thay thế thép dc. giờ ai mà tuyên bố sxuat dc là bị diệt ngay.
@thienbao_0949964724 Đọc thuyết âm mưu ít thôi b
iamcuong
TÍCH CỰC
5 tháng
Công nghệ in 3D + lớp phủ này có lẽ sẽ là tương lai chăng
Hay vậy ta
Đặc tính khiếp thật sau dt lại quay về thép bọc nhựa
oxechip
TÍCH CỰC
5 tháng
hy vọng được thương mại hoá sớm
chứ rớt bể điện thoại nhiều rồi
supermee
TÍCH CỰC
5 tháng
Xịn
TTris
TÍCH CỰC
5 tháng
Nhựa đã được cường hóa này có thể tồn tại bao lâu ngoài môi trường? Và nó ảnh hưởng đến môi trường như thế nào thì cũng không được đề cập tới.
Theo mình thì khả năng cao nó rất hại vì độ bền qua đỉnh để tồn tại lâu hơn các loại nhựa hiện nay...
nhd1986
ĐẠI BÀNG
5 tháng
@TTris Dao rất dễ làm đứt tay, vì thế những người lóng ngóng cũng không nên sử dụng dao nữa, vì nó nguy hiểm quá, phải vậy không bạn? Không đúng thì cớ gì phải cứng nhắc cứ thấy nhựa là bảo hại, ăn thua mục đích sử dụng là gì, dùng ở đâu, quy trình thu hồi và tái chế có hay không nữa chứ. Pin các loại hại môi trường vđ kia kìa, cái gì chả có hại cho môi trường khi mà người dùng nó là thể loại cờ hó chỉ biết nghĩ đến bản thân.
Kelamtro
TÍCH CỰC
5 tháng
tương lai in 3d mọi thứ sắp thành sự thật
esata
TÍCH CỰC
5 tháng
Vật liệu nhẹ hơn nhựa mà cứng hơn thép 2 lần, mạnh hơn kính chống đạn 6 lần dùng thay kim loại và composite cho tiêm kích, trực thăng, vận tải cơ thì Nga Tầu sao đọ nổi?
@esata Còn lực co dãn, chịu nhiệt, áp suất,v.v... chứ cứng thôi đâu đủ để thay =))
esata
TÍCH CỰC
4 tháng
@Trung Kiên7 Khả năng chịu lực co dãn và áp suất kéo nén chắc có thừa. Chỉ có khả năng chịu nhiệt cao / thấp hay chống ăn mòn thì tôi không rõ. Ít nhất có thể thay thế kim loại làm khung máy bay để giảm trọng lượng và đỡ tốn xăng khi nó có thể làm vật liệu chịu lực trong xây dựng (1). Chịu co dãn cũng có thừa chứ không chỉ cứng hơn thép (2).

(1) Known as 2DPA-1, the almost supernatural polymer could be the shield of the future for cars and machinery, and could potentially support entire buildings.

(2) Its elastic modulus, or how much force is needed to temporarily deform it, is up to six times more than that of glass that is supposed to be bulletproof and everything else-proof. You might otherwise know this property as elasticity.
toidang
ĐẠI BÀNG
4 tháng
@esata Đa phần các polymer đều có khả năng chịu nhiệt kém.
esata
TÍCH CỰC
4 tháng
@toidang Làm khung sường máy bay vừa cứng chắc vừa nhẹ đâu cần yêu cầu chịu nhiệt cao.








  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2022 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: Số 70 Bà Huyện Thanh Quan, P. Võ Thị Sáu, Quận 3, TPHCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019