Sjećate li se melamina? To je zloglasni "aditiv za mlijeko u prahu", ali iznenađujuće, može se "transformirati".

Dana 2. veljače u časopisu Nature, vodećem međunarodnom znanstvenom časopisu, objavljen je istraživački rad u kojem se tvrdi da se melamin može pretvoriti u materijal koji je tvrđi od čelika i lakši od plastike, na veliko iznenađenje ljudi. Rad je objavio tim predvođen poznatim znanstvenikom za materijale Michaelom Stranom, profesorom na Odjelu za kemijsko inženjerstvo na Tehnološkom institutu Massachusetts, a prvi autor bio je postdoktorand Yuwei Zeng.

Navodno su imenovalimaterijal udobiven iz melamina 2DPA-1, dvodimenzionalnog polimera koji se samostalno sastavlja u listove i tvori manje gusti, ali izuzetno čvrsti, visokokvalitetni materijal, za koji su podnesena dva patenta.

Melamin, poznatiji kao dimetilamin, je bijeli monoklinski kristal koji izgleda slično mliječnom p...

Melamin je bez okusa i slabo topljiv u vodi, ali i u metanolu, formaldehidu, octenoj kiselini, glicerinu, piridinu itd. Netopljiv je u acetonu i eteru. Štetan je za ljudski organizam, a i Kina i WHO su odredile da se melamin ne smije koristiti u preradi hrane ili kao aditivi za hranu, ali melamin je i dalje vrlo važan kao kemijska sirovina i građevinska sirovina, posebno u bojama, lakovima, pločama, ljepilima i drugim proizvodima koji imaju mnogo primjena.

Molekularna formula melamina je C3H6N6, a molekularna težina je 126,12. Kroz njegovu kemijsku formulu možemo znati da melamin sadrži tri elementa, ugljik, vodik i dušik, te ima strukturu ugljikovih i dušikovih prstenova, a znanstvenici na MIT-u su u svojim eksperimentima otkrili da ovi monomeri molekula melamina mogu rasti u dvije dimenzije pod odgovarajućim uvjetima, a vodikove veze u molekulama bit će fiksirane zajedno, čineći ih u konstantnom obliku u obliku diska, baš poput heksagonalne strukture koju tvori dvodimenzionalni grafen, a ta je struktura vrlo stabilna i jaka, pa se melamin u rukama znanstvenika transformira u visokokvalitetnu dvodimenzionalnu ploču nazvanu poliamid.

Materijal je također jednostavan za proizvodnju, rekao je Strano, i može se spontano proizvesti u otopini, iz koje se kasnije može ukloniti 2DPA-1 film, što omogućuje jednostavan način izrade izuzetno čvrstog, ali tankog materijala u velikim količinama.

Istraživači su otkrili da novi materijal ima modul elastičnosti, mjeru sile potrebne za deformaciju, koji je četiri do šest puta veći od onog kod neprobojnog stakla. Također su otkrili da, unatoč tome što je šest puta gustoće čelika, polimer ima dvostruko veću granicu razvlačenja, odnosno silu potrebnu za lomljenje materijala.

Još jedno ključno svojstvo materijala je njegova nepropusnost za zrak. Dok se drugi polimeri sastoje od uvijenih lanaca s prazninama kroz koje plin može izlaziti, novi materijal sastoji se od monomera koji se lijepe poput Lego kockica i molekule ne mogu ući između njih.

„To nam omogućuje stvaranje ultra tankih premaza koji su potpuno otporni na prodiranje vode ili plina“, rekli su znanstvenici. Ova vrsta barijernog premaza mogla bi se koristiti za zaštitu metala u automobilima i drugim vozilima ili čeličnim konstrukcijama.“

Sada istraživači detaljnije proučavaju kako se ovaj određeni polimer može oblikovati u dvodimenzionalne listove i pokušavaju promijeniti njegov molekularni sastav kako bi stvorili druge vrste novih materijala.

Jasno je da je ovaj materijal vrlo poželjan i ako se može masovno proizvoditi, mogao bi donijeti velike promjene u automobilskoj, zrakoplovnoj i balističkoj zaštiti. Posebno u području vozila na nove izvore energije, iako mnoge zemlje planiraju postupno ukinuti vozila na gorivo nakon 2035. godine, trenutna ponuda vozila na nove izvore energije i dalje je problem. Ako se ovaj novi materijal može koristiti u automobilskoj industriji, to znači da će se težina vozila na nove izvore energije znatno smanjiti, ali i smanjiti gubitak snage, što će neizravno poboljšati domet vozila na nove izvore energije.