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.

• Новая работа создает дорожную карту для следующего поколения биоэлектронной медицины
• Исследование показывает, что телетерапия не улучшила доступ к психиатрической помощи
• Eni будет искать энергоресурсы с помощью суперкомпьютера нового поколения
• Искусственный интеллект: новая реальность трудового рынка
• 3D-печатная грибная топливная ячейка предлагает биоразлагаемое решение для получения энергии
• Колебания доменных стенок в 2D материалах раскрывают новый механизм сверхпроводимости
• IBM ускоряет обучение ИИ на скорости света при минимальном энергопотреблении
• Учёные впервые визуализировали форму одиночного фотона