Средневековая нанотехнологичная кольчуга

«Средневековая» нанотехнологичная кольчуга содержит 100 триллионов химических связей на квадратный сантиметр — и может стать будущим брони. Исследователи представили суперпрочный материал на наноуровне, созданный из первых двухмерных механически сцепленных полимеров. Этот материал на молекулярном уровне напоминает средневековую кольчужную броню и может быть использован для создания бронежилетов.

Химики изобрели новый материал, который может стать будущим броней — кольчугой. Но это не Средние века, заявляют ученые: новый сверхпрочный материал состоит из молекул, сцепленных на наноуровне. Исследователи соединяли молекулы в цепочки, как звенья цепи, чтобы создать листы первого в мире двухмерного механически сцепленного материала (2D MIM), который обладает длиной и шириной. Материал содержит 100 триллионов химических связей на квадратный сантиметр (около 650 триллионов на квадратный дюйм), что является самой высокой плотностью механических связей, когда-либо достигнутой.

Об этом сообщили ученые в исследовании, опубликованном 16 января в журнале Science. Авторы исследования добавили небольшое количество этого материала в прочный пластиковый материал под названием Ultem — тоже состоящий из молекулярных цепей. Ultem уже невероятно прочен, но стал еще прочнее с добавлением 2D MIM. Исследование, которое в будущем может быть использовано для создания бронежилетов, было частично профинансировано Агентством передовых оборонных исследовательских проектов правительства США.

«Это похоже на кольчужную броню, так как она не рвется легко, потому что каждая из механических связей имеет некоторую свободу для скольжения», — сказал соавтор исследования, профессор химии Университета Северо-Западного штата в Иллинойсе, Уильям Дихтель, в заявлении. «Если вы потянете за это, сила будет рассеиваться в разных направлениях. А если вы хотите разорвать это, вам нужно будет разрушить его в множестве разных мест». Материал 2D MIM состоит из сцепленных полимеров, которые представляют собой длинные цепи меньших молекул, называемых мономерами.

Исследовательская группа взяла линии мономеров в форме буквы X и устроила их в кристаллические структуры, которые взаимодействуют так, что концы мономеров связываются с концами других мономеров, как указано в заявлении. Каждая молекула мономера в форме X оставляла зазоры, в которые исследователи могли вплетать дополнительные линии этих молекулярных строительных блоков, создавая слои сцепленных двухмерных полимеров в кристаллах. Затем ученые растворили кристаллы, чтобы извлечь сцепленные полимеры.

• Частое использование ChatGPT связано с одиночеством и эмоциональной зависимостью
• Стартап по натрий-железным батареям готов бросить вызов литий-ионным батареям для долгосрочного хранения энергии
• ABB разрабатывает высокоманевренный и высокоэффективный морской винт
• Изменения симметрии в крошечных кристаллах под воздействием света позволяют исследователям создавать материалы с заданными свойствами
• Солнечная пленка, которую можно наклеить где угодно для генерации энергии
• Двойно магичное ядро свинца-208 удивляет неожиданными свойствами формы
• Как мозг строит сложные карты для навигации и запоминания мира
• Пластиковый лед