Nyt letvægtsmateriale er meget stærkere og lettere end stål

Forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) er lykkedes med at skabe et nyt materiale døbt 2DPA-1, der er mange gange stærkere end stål og lige så let som plastik, ved brug af en helt ny polymeriseringsproces. Det fremgår af en videnskabelig artikel udgivet i tidsskriftet Nature.

Læs også: Fremtidens teknologi vil ændre vores liv – her er alle de nye teknologier under udvikling

2D-struktur giver polymer utrolige egenskaber

Hidtil har produktionen af polymerer foregået med endimensionelle spaghettilignende kæder, men med den nye fremstillingsproces er det lykkedes forskerne at skabe en todimensionel fremstillingsproces, som hidtil har været anset for at være umulig. I processen forbindes molekyler (monomer) i noget, der minder om ultratynde ark – og det giver materialet nogle særlige egenskaber.

Udfordringen ved at skabe ark med en 2D-struktur med polymer er, at der skal blot én monomer, der vokser i den forkerte dimension, til at bryde arkets 2D-struktur, hvorved den arklignende struktur og ekstremt stærke egenskaber går tabt.

“I stedet for at lave et spaghettilignende molekyle kan vi lave en arklignende molekylær plan overflade, hvor vi får molekylerne til at hægte sig sammen i to dimensioner. Denne mekanisme sker spontant i forbindelse med opløsning, og efter at vi har syntetiseret materialet, kan vi nemt spincoate tynde film, der er ekstraordinært stærke,” siger Michael Strano, der er professor i Chemical Engineering ved MIT og seniorforfatter på den nye undersøgelse.

Det faktum, at materialet er i stand til selv at samle sig i opløsning, gør, at det kan fremstilles i store mængder ved blot at øge mængden af startmaterialer.

Læs også: Hvordan vil fremtidens teknologi påvirke mennesker?

Kan bruges til holdbare belægninger på telefoner og bildele

Den nye type plastik har vist sig at have ekstraordinære egenskaber. Polymeren har blandt andet en såkaldt elasticitetsmodul – en konstant, der karakteriserer et materiales stivhed – der er mellem fire og seks gange højere end skudsikkert glas. Materialet har også en såkaldt strækgrænse eller flydespænding – det vil sige hvor stor kraft det kræver at ødelægge materialet – på det dobbelte af stål, til trods for at materialet kun har en massefylde på en sjettedel af stål.

Materialet har også den særlige egenskab, at gasser og molekyler ikke kan trænge gennem strukturen af monomerer. Det vil derfor kunne bruges som en ultratynd, let og meget hårdfør belægning til bildele og endda mobiltelefoner. Det vil også kunne bruges som byggemateriale til broer og andre strukturer, lyder det.

“Vi tænker normalt ikke på plast som noget, man kan bruge til at støtte en bygning, men med dette materiale kan man gøre nye ting muligt. Det har meget usædvanlige egenskaber, og det er vi meget begejstrede for,” siger Michael Strano.

Forskerne har indgivet en ansøgning om to patenter på materialet og skal i den kommende tid udforske materialet og dets struktur nærmere.

Læs også: Nyheder om fremtidens teknologi