გახსოვთ მელამინი? ეს არის ცნობილი „რძის ფხვნილის დანამატი“, მაგრამ გასაკვირია, რომ ის შეიძლება „ტრანსფორმირებული“ იყოს.

2 თებერვალს, წამყვან საერთაშორისო სამეცნიერო ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა კვლევითი ნაშრომი, რომელშიც ნათქვამია, რომ მელამინისგან შეიძლება დამზადდეს მასალა, რომელიც ფოლადზე უფრო მაგარი და პლასტმასზე მსუბუქია, რაც ხალხის გასაკვირად მოხდა. ნაშრომი გამოაქვეყნა მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის ქიმიური ინჟინერიის დეპარტამენტის პროფესორის, ცნობილი მასალათმცოდნე მაიკლ სტრანოს ხელმძღვანელობით ჯგუფმა, ხოლო პირველი ავტორი იყო პოსტდოქტორანტი იუვეი ზენგი.

გავრცელებული ინფორმაციით, მათ დაასახელესმასალადამზადებულია მელამინ 2DPA-1-ისგან, ორგანზომილებიანი პოლიმერისგან, რომელიც თვითაწყობის გზით ფურცლებად იკრიბება და ქმნის ნაკლებად მკვრივ, მაგრამ უკიდურესად მტკიცე, მაღალი ხარისხის მასალას, რისთვისაც ორი პატენტია წარდგენილი.

მელამინი, რომელიც ფართოდ არის ცნობილი როგორც დიმეთილამინი, არის თეთრი მონოკლინიკური კრისტალი, რომელიც გარეგნულად რძის კრისტალს წააგავს.

მელამინი უგემოა და ოდნავ ხსნადია წყალში, ასევე მეთანოლში, ფორმალდეჰიდში, ძმარმჟავაში, გლიცერინში, პირიდინში და ა.შ. ის უხსნადია აცეტონსა და ეთერში. ის საზიანოა ადამიანის ორგანიზმისთვის და როგორც ჩინეთმა, ასევე ჯანდაცვის მსოფლიო ორგანიზაციამ დააკონკრეტა, რომ მელამინი არ უნდა იქნას გამოყენებული საკვების გადამუშავებაში ან საკვებ დანამატებში, მაგრამ სინამდვილეში მელამინი კვლავ ძალიან მნიშვნელოვანია, როგორც ქიმიური და სამშენებლო ნედლეული, განსაკუთრებით საღებავებში, ლაქებში, ფირფიტებში, წებოვან მასალებსა და სხვა პროდუქტებში, რომლებსაც მრავალი გამოყენება აქვთ.

მელამინის მოლეკულური ფორმულაა C3H6N6, ხოლო მოლეკულური წონა 126.12. მისი ქიმიური ფორმულის მიხედვით, შეგვიძლია ვიცოდეთ, რომ მელამინი შეიცავს სამ ელემენტს: ნახშირბადს, წყალბადს და აზოტს, და შეიცავს ნახშირბადის და აზოტის რგოლების სტრუქტურას. MIT-ის მეცნიერებმა ექსპერიმენტებში აღმოაჩინეს, რომ ამ მელამინის მოლეკულების მონომერებს შეუძლიათ ორ განზომილებაში გაზრდა შესაბამის პირობებში, ხოლო მოლეკულებში წყალბადის ბმები ერთმანეთთან დამაგრებულია, რაც მათ მუდმივ დაწყობაში დისკოს ფორმას აყალიბებს, ისევე როგორც ორგანზომილებიანი გრაფენის მიერ წარმოქმნილი ექვსკუთხა სტრუქტურა. ეს სტრუქტურა ძალიან სტაბილური და ძლიერია, ამიტომ მეცნიერების ხელში მელამინი გარდაიქმნება მაღალი ხარისხის ორგანზომილებიან ფურცელად, რომელსაც პოლიამიდი ეწოდება.

სტრანოს თქმით, მასალის წარმოებაც მარტივია და მისი სპონტანურად წარმოება შესაძლებელია ხსნარში, საიდანაც მოგვიანებით შესაძლებელია 2DPA-1 აპკის მოშორება, რაც უზრუნველყოფს უკიდურესად გამძლე, მაგრამ თხელი მასალის დიდი რაოდენობით დამზადების მარტივ გზას.

მკვლევრებმა აღმოაჩინეს, რომ ახალ მასალას აქვს ელასტიურობის მოდული, რომელიც დეფორმაციისთვის საჭირო ძალის საზომია და ოთხჯერ ან ექვსჯერ აღემატება ტყვიაგაუმტარი მინის მოდულს. მათ ასევე აღმოაჩინეს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ფოლადზე ერთი მეექვსედ ნაკლები სიმკვრივისაა, პოლიმერს ორჯერ მეტი დენადობის ზღვარი, ანუ მასალის გატეხვისთვის საჭირო ძალა აქვს.

მასალის კიდევ ერთი მთავარი თვისება მისი ჰერმეტულობაა. მიუხედავად იმისა, რომ სხვა პოლიმერები შედგება დაგრეხილი ჯაჭვებისგან, რომელთაგანაც გაზს შეუძლია გამოსვლა, ახალი მასალა შედგება მონომერებისგან, რომლებიც ერთმანეთს ლეგოს კუბიკებივით ეკვრის და მოლეკულები მათ შორის ვერ მოხვდებიან.

„ეს საშუალებას გვაძლევს შევქმნათ ულტრათხელი საფარი, რომელიც სრულიად მდგრადია წყლის ან გაზის შეღწევადობის მიმართ“, - განაცხადეს მეცნიერებმა. ამ ტიპის ბარიერული საფარი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ლითონების დასაცავად ავტომობილებსა და სხვა სატრანსპორტო საშუალებებში ან ფოლადის კონსტრუქციებში.“

ახლა მკვლევრები უფრო დეტალურად იკვლევენ, თუ როგორ შეიძლება ამ კონკრეტული პოლიმერის ორგანზომილებიანი ფურცლების ჩამოყალიბება და ცდილობენ შეცვალონ მისი მოლეკულური შემადგენლობა სხვა ტიპის ახალი მასალების შესაქმნელად.

ცხადია, რომ ეს მასალა ძალიან სასურველია და თუ მისი მასობრივი წარმოება შესაძლებელი იქნება, მას შეუძლია მნიშვნელოვანი ცვლილებები შეიტანოს საავტომობილო, აერონავტიკისა და ბალისტიკური დაცვის სფეროებში. განსაკუთრებით ახალი ენერგიის მქონე ავტომობილების სფეროში, მიუხედავად იმისა, რომ ბევრი ქვეყანა გეგმავს საწვავის მქონე ავტომობილების თანდათანობით ამოღებას 2035 წლის შემდეგ, ახალი ენერგიის მქონე ავტომობილების ამჟამინდელი დიაპაზონი კვლავ პრობლემას წარმოადგენს. თუ ამ ახალი მასალის გამოყენება საავტომობილო სფეროში იქნება შესაძლებელი, ეს ნიშნავს, რომ ახალი ენერგიის მქონე ავტომობილების წონა მნიშვნელოვნად შემცირდება, ასევე შემცირდება სიმძლავრის დანაკარგები, რაც ირიბად გააუმჯობესებს ახალი ენერგიის მქონე ავტომობილების დიაპაზონს.