Melamin'i hatırlıyor musunuz? Kötü şöhretli "süt tozu katkı maddesi"dir, ancak şaşırtıcı bir şekilde "dönüştürülmüş" olabilir.

2 Şubat'ta önde gelen uluslararası bilimsel dergi Nature'da, melaminin çelikten daha sert ve plastikten daha hafif bir malzemeye dönüştürülebileceğini iddia eden bir araştırma makalesi yayınlandı ve bu durum insanların büyük şaşkınlığına yol açtı. Makale, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü Kimya Mühendisliği Bölümü'nde profesör olan ünlü malzeme bilimci Michael Strano liderliğindeki bir ekip tarafından yayınlandı ve ilk yazar doktora sonrası araştırmacı Yuwei Zeng'di.

İddiaya göre, bu ismi verdilermalzeme içindeiki boyutlu bir polimer olan ve daha az yoğun ancak son derece dayanıklı, yüksek kaliteli bir malzeme oluşturmak için levhalara kendi kendine monte edilen melamin 2DPA-1'den havalandırılmıştır; bunun için iki patent başvurusu yapılmıştır.

Yaygın olarak dimetilamin olarak bilinen melamin, süt tozuna benzeyen beyaz bir monoklinik kristaldir.

Melamin tatsızdır ve suda az çözünür, ancak metanol, formaldehit, asetik asit, gliserin, piridin vb.'de de çözünür. Aseton ve eterde çözünmez. İnsan vücudu için zararlıdır ve hem Çin hem de DSÖ, melaminin gıda işleme veya gıda katkı maddelerinde kullanılmaması gerektiğini belirtmiştir, ancak aslında melamin hala kimyasal hammadde ve inşaat hammaddesi olarak çok önemlidir, özellikle boyalarda, cilalarda, plakalarda, yapıştırıcılarda ve diğer ürünlerde çok sayıda uygulama alanı vardır.

Melamin'in moleküler formülü C3H6N6'dır ve molekül ağırlığı 126.12'dir. Kimyasal formülü sayesinde melaminin karbon, hidrojen ve azot olmak üzere üç elementten oluştuğunu ve karbon ve azot halkalarının yapısını içerdiğini ve MIT'deki bilim insanlarının deneylerinde bu melamin moleküllerinin monomerlerinin uygun koşullar altında iki boyutta büyüyebileceğini ve moleküllerdeki hidrojen bağlarının birbirine sabitleneceğini ve bunun da onu sürekli istifleme halinde bir disk şekli oluşturacağını bulmuşlardır, tıpkı iki boyutlu grafenin oluşturduğu altıgen yapı gibi ve bu yapı çok kararlı ve güçlüdür, bu nedenle melamin bilim insanlarının elinde poliamid adı verilen yüksek kaliteli iki boyutlu bir tabakaya dönüştürülür.

Strano, malzemenin üretiminin de kolay olduğunu ve çözelti içerisinde kendiliğinden üretilebildiğini, daha sonra 2DPA-1 filminin bu çözeltiden çıkarılabileceğini, böylece son derece dayanıklı ancak ince malzemenin büyük miktarlarda üretilmesinin kolay bir yolunun sağlanacağını söyledi.

Araştırmacılar, yeni malzemenin, deforme etmek için gereken kuvvetin bir ölçüsü olan elastiklik modülüne sahip olduğunu ve bunun kurşun geçirmez camdan dört ila altı kat daha fazla olduğunu buldular. Ayrıca, çelikten altıda bir daha yoğun olmasına rağmen, polimerin akma mukavemetinin veya malzemeyi kırmak için gereken kuvvetin iki katı olduğunu buldular.

Malzemenin bir diğer önemli özelliği hava geçirmezliğidir. Diğer polimerler gazın kaçabileceği boşluklara sahip bükülmüş zincirlerden oluşurken, yeni malzeme Lego blokları gibi birbirine yapışan ve moleküllerin aralarına giremediği monomerlerden oluşuyor.

Bilim insanları, "Bu, suya veya gaz penetrasyonuna tamamen dirençli ultra ince kaplamalar oluşturmamızı sağlıyor" dedi. Bu tür bariyer kaplama, arabalardaki ve diğer araçlardaki veya çelik yapılardaki metalleri korumak için kullanılabilir."

Şimdi araştırmacılar bu özel polimerin iki boyutlu tabakalara nasıl dönüştürülebileceğini daha detaylı bir şekilde inceliyorlar ve moleküler yapısını değiştirerek başka tür yeni malzemeler yaratmaya çalışıyorlar.

Bu malzemenin oldukça arzu edilir olduğu ve seri üretilebilirse otomotiv, havacılık ve balistik koruma alanlarında büyük değişiklikler getirebileceği açıktır. Özellikle yeni enerji araçları alanında, birçok ülke 2035'ten sonra yakıtlı araçları aşamalı olarak sonlandırmayı planlasa da, mevcut yeni enerji araçları yelpazesi hala bir sorundur. Bu yeni malzeme otomotiv alanında kullanılabilirse, bu yeni enerji araçlarının ağırlığının büyük ölçüde azaltılacağı, aynı zamanda güç kaybının da azaltılacağı ve bu da dolaylı olarak yeni enerji araçlarının menzilinin iyileştirileceği anlamına gelir.