Вчені створили молекули, що утворюють матеріал твердіший сталі

Американські фахівці розробили новий клас малих молекул, які спонтанно збираються в нанострічки, що володіють безпрецедентною міцністю і зберігають структуру поза водним середовищем. Унікальні властивості та можливості виробництва відкривають численні шляхи застосування цього матеріалу – від очищення рідин до живлення електроніки.

Феномен самозбирання добре знайомий всім живим організмам – так формуються подвійні спіралі ДНК або мембрани клітин. В останні пару десятків років вчені намагалися повторити цей трюк природи, розробляючи молекули, що збираються самі собою, в основному для біомедичних цілей. Однак цей наноматеріал був хімічно нестабільним і швидко розпадався поза водним середовищем, особливо під дією зовнішньої сили, пише MIT News.

Матеріал, розроблений інженерами MIT, був натхненний клітинною мембраною. Його зовнішня частина гідрофільна, а внутрішня – гідрофобна. Така структура стає рушійною силою самозбирання, оскільки молекули займають таке положення в просторі, щоб мінімізувати взаємодії між гідрофобними зонами й водою.

Оскільки в цьому випадку форма матеріалу задана водою, при висиханні вся структура повинна зруйнуватися. Але вчені придумали, як цього не допустити. Коли молекули з’єднані одна з одним слабо, вони швидко обертаються, як рідини. В процесі наростання твердості міжмолекулярні сили збільшуються і рух сповільнюється. Шляхом невеличких модифікацій окремих молекул можна уповільнити рух молекул, що призводить до колективної й значної зміни властивостей наноструктури.

В результаті молекули само збираються в довгі стрічки товщиною в нанометр, але при цьому вони виявляються міцніше сталі. Після висихання вони здатні витримувати масу, що у 200 разів перевищує їх власну. Крім того, у матеріалу величезна площа поверхні – 200 кв. метрів на один грам. Високий коефіцієнт поверхні до маси відкриває великі можливості для технологій мініатюризації, впевнені винахідники, наприклад, в очищенні води від важких металів і домішок. До того ж міцні нанострічки можуть стати елементами передових електронних пристроїв і батарей.

Додайте SUNDRIES у вибрані джерела Google Новини

Ви читаєте незалежне україномовне видання "SUNDRIES". Ми не належимо ні олігархам, ні депутатам. Отож ми потребуємо Вашої підтримки для розвитку та збереження незалежності. Підтримайте нас!

Вам також може сподобатись
Коментарі
Loading...