شاهکار نانومهندسی؛ ساخت زره مولکولی

  4031104049

در فیلم‌های قدیمی، جنگجویان برای دفاع از خود زره به تن می‌کردند که دارای زنجیرهای ریز به هم بافته‌ای بودند که استحکام بالایی در برابر ضربه داشتند. تصور کنید چنین ساختارهایی در مقیاس نانومتری ایجاد شود، قطعا کاربردهای زیادی برای آن می‌توان تصور کرد.

شاهکار نانومهندسی؛ ساخت زره مولکولی

به گزارش ایسنا، در یک شاهکار مهندسی، محققان یک تیم تحقیقاتی به رهبری دانشگاه نورث وسترن اولین ماده دوبعدی مکانیکی در هم قفل شده را ساختند. این ماده در مقیاس نانو شبیه حلقه‌های به هم پیوسته در زره‌پوش‌های قدیمی سربازان است. این ساختار انعطاف‌پذیری و استحکام فوق‌العاده ای دارد که این ویژگی موجب شده تا دانشمندان امیدوار باشند که بتوان از آن در زره‌های جدید با کارایی بالا و وزن کم استفاده کنند. این لایه دوبعدی کاربردهای صنعتی زیادی می‌تواند داشته باشد.

در مقاله‌ای با عنوان Mechanically interlocked two-dimensional polymers که در مجله Science منتشر شده‌است، این گروه چگونگی ساخت این پلیمر دوبعدی با واحدهای سازنده در هم قفل شده را تشریح کردند.

یکی از ویژگی‌های جالب این ماده، وجود ۱۰۰ تریلیون پیوند مکانیکی در هر ۱ سانتی‌متر مربع از آن است که بالاترین چگالی پیوندهای مکانیکی است که تاکنون دانشمندان ایجاد کرده‌اند. محققان این ماده را با استفاده از فرآیند پلیمریزاسیون جدید، بسیار کارآمد و مقیاس‌پذیر تولید کردند.

ویلیام دیچتل از دانشگاه نورث‌وسترن می‌گوید: «ما یک ساختار پلیمری کاملاً جدید ساختیم. این ساختار شبیه به دانه‌های زنجیری است که نمی‌تواند به راحتی پاره شود، زیرا هر یک از پیوندهای مکانیکی کمی آزادی برای لغزش دارند. اگر آن را بکشید، می‌تواند نیروی وارد شده را در جهات مختلف دفع کند. اگر بخواهید آن را از هم جدا کنید، شما باید آن را در جهت‌های مختلف بشکنید.»

برای سال‌ها، محققان تلاش کرده‌اند تا مولکول‌های در هم‌بسته مکانیکی را با پلیمرها توسعه دهند، اما دریافتند که اتصال پلیمرها برای ایجاد پیوندهای مکانیکی تقریبا غیرممکن است.

برای غلبه بر این چالش، محققان رویکرد کاملا جدیدی را در پیش گرفتند. آن‌ها با مونومرهای X شکل که بلوک‌های سازنده پلیمرها هستند، شروع کردند و آن‌ها را در یک ساختار بلوری خاص و بسیار منظم مرتب کردند. سپس، این بلورها را با مولکول دیگری برای ایجاد پیوند بین مولکول‌های درون بلور واکنش دادند.

بلورهای حاصل، از لایه‌ها و لایه‌هایی از ورقه‌های پلیمری دوبعدی در هم قفل شده تشکیل شده‌اند. در داخل ورقه‌های پلیمری، انتهای مونومرهای X شکل به انتهای مونومرهای X شکل دیگر متصل می‌شوند. سپس، مونومرهای بیشتری از میان شکاف‌های بین آن‌ها عبور می‌کنند. علیرغم ساختار سفت و سخت آن، این پلیمر به طرز شگفت‌آوری انعطاف‌پذیر است.

آن‌ها دریافتند که حل کردن پلیمر در یک محلول باعث می‌شود که لایه‌های مونومرهای در هم قفل شده از یکدیگر جدا شوند.

برای بررسی این ساختار در مقیاس نانو، محققان دانشگاه کرنل به رهبری پروفسور دیوید مولر از روش‌های میکروسکوپ الکترونی پیشرفته استفاده کردند. این تصاویر درجه بالایی از بلوری بودن پلیمر و ساختار در هم تنیده آن را تایید کرد و همچنین انعطاف‌پذیر بودن بالای آن را به تصویر کشید.

yektanetتریبون

پربحث‌های دیروز

  1. قالیباف: تصمیمات خوبی درباره ارز گرفته شد

  2. رئیس‌جمهور لبنان دلیل ممانعت از ورود هواپیماهای ایران به این کشور را اعلام کرد/ توجیهات عجیب «جوزف عون»

  3. بازداشت قاتلان امیرمحمد خالقی، دانشجوی دانشگاه تهران

  4. توهمات ناتمام نتانیاهو درباره ایران!

  5. متهمان قتل دانشجوی دانشگاه تهران مرتکب ۴۰ فقره سرقت شده بودند

  6. سردار حاجی‌زاده:‌ بیش از ۷۵ درصد موشک‌های ما به اسرائیل اصابت کرد/ توضیح درباره زمان انجام عملیات وعده صادق ۳

  7. درخواست فرمانده کل سپاه پاسداران از نخبگان مهاجر ایرانی/برای کمک به ایران برگردید

  8. امیر قطر حامل پیام آمریکا به ایران است؟/ درخواست رسایی برای محاکمه همتی

  9. اولین تصاویر از انتقال دو متهم قتل دانشجوی دانشگاه تهران

  10. کارشناس مسائل آمریکا: می‌شود با تحریم رشد اقتصادی داشت؛ روسیه توانست!

  11. واکنش پزشکیان به حذف تصاویر شهیدان سلیمانی و رئیسی: بیخود کرده‌اند، غلط کرده‌اند/ برخورد می‌کنم

  12. متهمان قتل دانشجوی دانشگاه تهران دستگیر شدند و اعتراف کردند

  13. متهم به قتل دانشجوی دانشگاه تهران: روز جمعه فهمیدم چه اتفاقی افتاده است

  14. صدای ماندگار دوبله خاموش شد

  15. پزشکیان: قادر به حل مشکلات هستیم/ به ۷ دهک جامعه کالابرگ داده می‌شود

  16. نامه هشدارآمیز به پزشکیان/ از تصمیمات خودسرانه بپرهیزید و گرنه حق هر گونه اعتراضی را داریم

پربحث‌های هفته

  1. دلیل ممانعت از ورود هواپیمای ایران به لبنان از زبان نخست‌وزیر این کشور

  2. عفو شدند و هنجارشکنی را آغاز کردند/ وقتی ترانه علیدوستی، خبرنگار عفوشده و دیگران به قوه‌قضائیه ریشخند می‌زنند!

  3. افسارگسیختگی دلار و سکوت آزاردهنده مسئولان/ تا دیر نشده به داد مردم برسید!

  4. وحیدی: مشکلات بانکی ما از FATF نیست

  5. فتنه جدید ضدایرانی در لبنان

  6. رونمایی ایران از کابوس جدید اسرائیل

  7. مدیری که حامی سرسخت پزشکیان بود، برکنار شد

  8. تشکیل تیم های ویژه برای دستگیری عاملان حمله به دانشجوی دانشگاه تهران

  9. تصمیم مهم پزشکیان در رابطه با ممنوعیت انتصاب ظریف/ نامه قابل توجه رئیس‌جمهور به قالیباف

  10. راهبرد "مرد دیوانه" و یک سوتفاهم بزرگ!

  11. ... در این جهان چون جنگل !

  12. قالیباف: تصمیمات خوبی درباره ارز گرفته شد

  13. زلنسکی و اوکراینی که عبرت دنیا شد!

  14. مهاجرانی: تلگرام و یوتیوب تا قبل از عید رفع فیلتر می شود

  15.  تفسیر‌های خلاف واقع/ مهاجرانی و مذاکره/ شازده و برف مونیخ!

  16. رئیس‌جمهور لبنان دلیل ممانعت از ورود هواپیماهای ایران به این کشور را اعلام کرد/ توجیهات عجیب «جوزف عون»

  17. پوتین و جولانی برای اولین‌بار پس از سقوط اسد گفت‌ و گو کردند

  18. تاریخ جلسه استیضاح همتی مشخص شد/ وزیر اقتصاد غزل خداحافظی را می‌خواند؟

  19. گروسی: زمان توافق درباره برنامه هسته‌ای ایران در حال اتمام است

  20. نظرات برگزیده مخاطبان «الف»: برای ایستادگی مقابل آمریکا، مسئولان و مردم باید هزینه یکسان بدهند/ همتی رسماً ارز را گران کرد/ مذاکره، استراتژی فریب ترامپ است

  21. بوق یا واقعیت؟!

  22. در کمین کوی/ آغاز پایان همتی/ وقتی خاموش‌کنندگان، فراموش‌کار می‌شوند!

  23. گنده‌گویی نتانیاهو پس از دریافت بمب‌های آمریکایی:‌ کار ایران را تمام می‌کنیم

  24. فتوای هسته ای رهبری را تضعیف نکنید!

  25. چرا ترامپ روی ترس ما حساب کرده؟/ ترامپ در تحریم ایران تنها نیست / وقتی ترجمه وفاق، «کمیته رفع حصر» می‌شود!

آخرین عناوین