இந்தப் புதிய பொருளானது, மெலமைனிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்ட ஒரு இருபரிமாண பாலிமர் ஆகும். இது, ஒருபரிமாண, ஸ்பாகெட்டி போன்ற சங்கிலிகளை உருவாக்கும் மற்ற அனைத்து பாலிமர்களைப் போலல்லாமல், தானாகவே தகடுகளாக ஒன்றிணைகிறது. இதுவரை, பாலிமர்களை இருபரிமாணத் தகடுகளாக உருவாக்கத் தூண்டுவது சாத்தியமற்றது என்று விஞ்ஞானிகள் நம்பி வந்தனர்.
அத்தகைய பொருளை கார் பாகங்கள் அல்லது செல்போன்களுக்கு இலகுரக, நீடித்த பூச்சாகவோ அல்லது பாலங்கள் அல்லது பிற கட்டமைப்புகளுக்கான கட்டுமானப் பொருளாகவோ பயன்படுத்தலாம் என்று எம்ஐடியில் கார்பன் பி. டப்ஸ் வேதியியல் பொறியியல் பேராசிரியரும் புதிய ஆய்வின் மூத்த ஆசிரியருமான மைக்கேல் ஸ்ட்ரானோ கூறுகிறார்.
"பொதுவாக பிளாஸ்டிக்கை ஒரு கட்டிடத்தை ஆதரிக்கப் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒன்று என்று நாங்கள் நினைப்பதில்லை, ஆனால் இந்த பொருளைக் கொண்டு, நீங்கள் புதிய விஷயங்களை இயக்க முடியும்," என்று அவர் கூறுகிறார். "இது மிகவும் அசாதாரண பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, அதைப் பற்றி நாங்கள் மிகவும் உற்சாகமாக இருக்கிறோம்."
ஆராய்ச்சியாளர்கள், தாங்கள் பயன்படுத்திய பொருளை உருவாக்கும் செயல்முறைக்காக இரண்டு காப்புரிமைகளுக்கு விண்ணப்பித்துள்ளனர். இந்த செயல்முறையை அவர்கள் இன்று நேச்சர் இதழில் வெளிவரும் ஒரு கட்டுரையில் விவரித்துள்ளனர் . எம்ஐடி முதுமுனைவர் யுவென் ஜெங் இந்த ஆய்வின் முதன்மை ஆசிரியர் ஆவார்.
இரண்டு பரிமாணங்கள்
அனைத்து பிளாஸ்டிக்குகளையும் உள்ளடக்கிய பாலிமர்கள், மோனோமர்கள் எனப்படும் கட்டுமானத் தொகுதிகளின் சங்கிலிகளைக் கொண்டுள்ளன. இந்த சங்கிலிகள் அவற்றின் முனைகளில் புதிய மூலக்கூறுகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம் வளரும். உருவானதும், பாலிமர்களை ஊசி மோல்டிங்கைப் பயன்படுத்தி தண்ணீர் பாட்டில்கள் போன்ற முப்பரிமாண பொருட்களாக வடிவமைக்க முடியும்.
பாலிமர் விஞ்ஞானிகள் நீண்ட காலமாக பாலிமர்களை இரு பரிமாணத் தாளாக வளரத் தூண்டினால், அவை மிகவும் வலுவான, இலகுரக பொருட்களை உருவாக்க வேண்டும் என்று கருதுகின்றனர். இருப்பினும், இந்தத் துறையில் பல தசாப்தங்களாக மேற்கொண்ட பணி, அத்தகைய தாள்களை உருவாக்குவது சாத்தியமற்றது என்ற முடிவுக்கு இட்டுச் சென்றது. இதற்கு ஒரு காரணம், வளரும் தாளின் தளத்திலிருந்து ஒரு மோனோமர் மேலே அல்லது கீழ் நோக்கிச் சுழன்றால், பொருள் முப்பரிமாணத்தில் விரிவடையத் தொடங்கும், மேலும் தாள் போன்ற அமைப்பு இழக்கப்படும்.
இருப்பினும், புதிய ஆய்வில், ஸ்ட்ரானோவும் அவரது சகாக்களும் ஒரு புதிய பாலிமரைசேஷன் செயல்முறையைக் கொண்டு வந்தனர், இது பாலிஅராமைடு எனப்படும் இரு பரிமாணத் தாளை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது. மோனோமர் கட்டுமானத் தொகுதிகளுக்கு, அவர்கள் மெலமைன் எனப்படும் ஒரு சேர்மத்தைப் பயன்படுத்துகிறார்கள், இது கார்பன் மற்றும் நைட்ரஜன் அணுக்களின் வளையத்தைக் கொண்டுள்ளது. சரியான சூழ்நிலையில், இந்த மோனோமர்கள் இரண்டு பரிமாணங்களில் வளர்ந்து, வட்டுகளை உருவாக்குகின்றன. இந்த வட்டுகள் ஒன்றின் மேல் ஒன்றாக அடுக்கி வைக்கப்படுகின்றன, அடுக்குகளுக்கு இடையில் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளால் ஒன்றாகப் பிடிக்கப்படுகின்றன, இது கட்டமைப்பை மிகவும் நிலையானதாகவும் வலுவாகவும் ஆக்குகிறது.
"ஸ்பாகெட்டி போன்ற மூலக்கூறை உருவாக்குவதற்குப் பதிலாக, நாம் ஒரு தாள் போன்ற மூலக்கூறு தளத்தை உருவாக்க முடியும், அங்கு மூலக்கூறுகள் இரு பரிமாணங்களில் தங்களை இணைத்துக் கொள்ளும்" என்று ஸ்ட்ரானோ கூறுகிறார். "இந்த வழிமுறை கரைசலில் தன்னிச்சையாக நிகழ்கிறது, மேலும் நாம் பொருளை ஒருங்கிணைத்த பிறகு, அசாதாரணமான வலிமையான மெல்லிய படலங்களை எளிதாக சுழற்றலாம்."
இந்தப் பொருள் கரைசலில் தானாக ஒன்றுகூடுவதால், தொடக்கப் பொருட்களின் அளவை அதிகரிப்பதன் மூலம் அதை அதிக அளவில் தயாரிக்க முடியும். ஆராய்ச்சியாளர்கள், 2DPA-1 என்று அழைக்கப்படும் பொருளின் படலங்களால் மேற்பரப்புகளை பூச முடியும் என்பதைக் காட்டினர்.
"இந்த முன்னேற்றத்துடன், எங்களிடம் பிளானர் மூலக்கூறுகள் உள்ளன, அவை மிகவும் வலுவான, ஆனால் மிகவும் மெல்லிய பொருளாக வடிவமைக்க மிகவும் எளிதாக இருக்கும்" என்று ஸ்ட்ரானோ கூறுகிறார்.
ஒளி ஆனால் வலிமையானது
புதிய பொருளின் மீள் தன்மை மாடுலஸ் - ஒரு பொருளை சிதைக்க எவ்வளவு சக்தி தேவைப்படுகிறது என்பதற்கான அளவீடு - குண்டு துளைக்காத கண்ணாடியை விட நான்கு முதல் ஆறு மடங்கு அதிகமாக இருப்பதாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டறிந்தனர். எஃகின் அடர்த்தியில் ஆறில் ஒரு பங்கு மட்டுமே பொருள் கொண்டிருந்தாலும், அதன் மகசூல் வலிமை அல்லது பொருளை உடைக்க எவ்வளவு சக்தி தேவைப்படுகிறது என்பது எஃகை விட இரண்டு மடங்கு அதிகமாகும் என்பதையும் அவர்கள் கண்டறிந்தனர்.
2DPA-1 இன் மற்றொரு முக்கிய அம்சம் என்னவென்றால், அது வாயுக்களுக்கு ஊடுருவ முடியாதது. மற்ற பாலிமர்கள் வாயுக்கள் ஊடுருவ அனுமதிக்கும் இடைவெளிகளைக் கொண்ட சுருள் சங்கிலிகளால் ஆனவை என்றாலும், புதிய பொருள் LEGO-களைப் போல ஒன்றாகப் பூட்டப்படும் மோனோமர்களால் ஆனது, மேலும் மூலக்கூறுகள் அவற்றுக்கிடையே செல்ல முடியாது.
"இது நீர் அல்லது வாயுக்கள் உள்ளே செல்வதை முற்றிலுமாகத் தடுக்கக்கூடிய மிக மெல்லிய பூச்சுகளை உருவாக்க எங்களுக்கு உதவும்" என்று ஸ்ட்ரானோ கூறுகிறார். "இந்த வகையான தடுப்பு பூச்சு கார்கள் மற்றும் பிற வாகனங்கள் அல்லது எஃகு கட்டமைப்புகளில் உலோகத்தைப் பாதுகாக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம்."
இந்த குறிப்பிட்ட பாலிமர் எவ்வாறு 2D தாள்களை உருவாக்க முடியும் என்பதை ஸ்ட்ரானோவும் அவரது மாணவர்களும் இப்போது விரிவாகப் படித்து வருகின்றனர், மேலும் அதன் மூலக்கூறு ஒப்பனையை மாற்றி மற்ற வகை புதுமையான பொருட்களை உருவாக்க முயற்சித்து வருகின்றனர்.
இந்த ஆராய்ச்சிக்கு அமெரிக்க எரிசக்தி துறை அறிவியல் அலுவலகத்தால் நிதியளிக்கப்பட்ட எரிசக்தி எல்லைப்புற ஆராய்ச்சி மையமான மேம்படுத்தப்பட்ட நானோஃப்ளூயடிக் போக்குவரத்து மையம் (CENT) மற்றும் இராணுவ ஆராய்ச்சி ஆய்வகம் நிதியளித்தன.
புதிய இலகுரகப் பொருள் எஃகை விட வலிமையானது: சாத்தியமற்றது எனக் கருதப்பட்ட ஒரு சாதனையின் விளைவாக இந்தப் புதிய பொருள் உருவாகியுள்ளது: ஒரு பொருளை இரு பரிமாணங்களில் பாலிமரைசேஷன் செய்தல் — சயின்ஸ்டெய்லி
செய்தி தொடர்பு:
மின்னஞ்சல் [மின்னஞ்சல் பாதுகாக்கப்பட்டது]
தொலைபேசி: + 86-28-8411-1861