Yapılması ‘imkansız’ olarak düşünülen 2D polimer malzeme geliştirildi: Çelikten daha güçlü

Materyal bilimindeki gelişmeler teknoloji dünyasındaki gelişmelerin de önünü açıyor. Geliştirilen yeni bir materyal, araçlarda yahut elektronik aygıtlarda kullanılarak onları daha hafif lakin daha güçlü hale getirebilir. 2DPA-1 isimli materyal, çelikten daha güçlü ve plastik kadar hafif bir yapıya sahip.

İmkansız görülen başarıldı

Monomer zincirlerinden oluşan polimerlerin zincir sayısı arttıkça iki boyutlu katman gibisi bir yapı oluşturması şimdiye kadar imkansız görünüyordu. Büyüyen tabakanın düzleminden yalnızca bir monomerin üst yahut aşağı dönmesi materyalin üç boyutlu olarak genişlemesine sebep oluyordu. Bu sebeple katman gibisi bir yapı oluşturulamıyordu.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü(MIT) araştırmacıları, büyük üretim düzeylerine ölçeklenebilen yeni bir 2D polimer gereç tasarladılar. Şimdiye kadar imkansız olarak görülen iki boyutlu polimer materyal üretimi araştırmacıların kullandığı özgün polimerizasyon süreciyle mümkün hale getirildi.

Araştırmacılar, poliaramid ismi verilen ve iki boyutlu bir katman oluşturmalarına müsaade veren yeni bir polimerizasyon sürecinde monomer yapı taşları olarak karbon ve azot atomlarından oluşan bir halka içeren melamin ismi verilen bir bileşik kullandı.

Uygun şartlar altında bu monomerler iki boyutta büyüyerek diskler oluşturabildi. Oluşan bu diskler hidrojen bağlarıyla bir ortada tutularak üst üste yığılıyorlar.

İstenilen boyutlarda üretilebilir

2DPA-1 olarak isimlendirilen gereç, çözeltide resen gerçekleşmesi sayesinde istenilen ölçülerde yapılabiliyor. Daha büyük bir materyal için yapılması gereken tek şey ise başlangıç materyallerinin ölçüsünü artırmak olarak gösteriliyor.

Araştırmacılar 2DPA-1’in elastisite modülünün kurşun geçirmez camınkinden dört ila altı kat daha fazla olduğunu buldular. Ayrıyeten gerecin, çeliğin yoğunluğunun sadece altıda biri kadar olmasına karşın çeliğe nazaran akma dayanımının iki kat daya iyi olduğu ortaya çıkarıldı.

2DPA-1, yapısı gereği birçok polimerin bilakis gaz geçirmez özelliğe sahip. Bu sayede yeni materyalle su yahut gazların geçmesini büsbütün engelleyebilecek ultra ince kaplamalar oluşturulabilecek.

2DPA-1 sayesinde akıllı telefon üzere elektronik aygıtlarda ve araçlarda hafif, güçlü ve su geçirmez kaplamalar yapılabilecek. Ayrıyeten bir inşaat materyali olarak da kullanılabilecek. MIT araştırmacıları, bu özel polimerin nasıl 2D katmanlar oluşturabildiğini daha detaylı olarak inceliyorlar ve öteki tıpta yeni materyaller yaratmak için moleküler yapısını değiştirmeyi deniyorlar.