《自然》雜志2022年2月2日發(fā)表了一項(xiàng)研究(標(biāo)題為Irreversible synthesis of an ultrastrong TWO-dimensional polymeric material)。美國麻省理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)制造出了一種全新的革命性的材料,這種材料被命名為2DPA-1。
他們使用了一種三聚氰胺的化合物:在適當(dāng)?shù)臈l件下,這些單體可以在二維上生長,形成圓盤,相互堆疊,由各層之間的氫鍵固定在一起,結(jié)構(gòu)變得非常穩(wěn)定和牢固,從而生成了一種被稱為聚酰胺的二維片材。
研究表明,這種材料的彈性模量比防彈玻璃大4~6倍,其屈服強(qiáng)度,也就是打破材料所需的力量,是鋼材的兩倍,但密度只有鋼材的1/6。更關(guān)鍵的是,在片狀的分子平面,讓分子在二維上把自己勾在一起,這種機(jī)制可以在溶液中自發(fā)地發(fā)生,從而很容易地旋涂薄膜,正是因?yàn)樗梢栽谌芤褐凶越M裝,因而可以通過簡單地增加起始材料的數(shù)量,大量制造非常堅(jiān)固但極薄的材料。
2DPA-1還有一個特點(diǎn),那就是聚合物由單體制成,像樂高積木一樣鎖在一起,氣體無法滲透,因而可以制成超薄的涂層,完全阻止水和氣體通過。