Kommer du ihåg melamin? Det är den ökända "mjölkpulvertillsatsen", men överraskande nog kan den "förvandlas".

Den 2 februari publicerades en forskningsartikel i Nature, den ledande internationella vetenskapliga tidskriften, som hävdar att melamin kan göras till ett material som är hårdare än stål och lättare än plast, till folks stora förvåning. Uppsatsen publicerades av ett team under ledning av den kända materialforskaren Michael Strano, professor vid Institutionen för kemiteknik vid Massachusetts Institute of Technology, och den första författaren var postdoktor Yuwei Zeng.

De namngav enligt uppgiftmaterial iventilerad från melamin 2DPA-1, en tvådimensionell polymer som självmonteras till ark för att bilda ett mindre tätt men extremt starkt material av hög kvalitet, för vilket två patent har ansökts.

Melamin, allmänt känd som dimetylamin, är en vit monoklinisk kristall som liknar mjölk p

Melamin är smaklöst och svagt lösligt i vatten, men även i metanol, formaldehyd, ättiksyra, glycerin, pyridin etc. Det är olösligt i aceton och eter. Det är skadligt för människokroppen, och både Kina och WHO har specificerat att melamin inte ska användas i livsmedelsbearbetning eller livsmedelstillsatser, men i själva verket är melamin fortfarande mycket viktigt som kemiskt råmaterial och byggråvara, särskilt i färger, lacker, plattor, lim och andra produkter har många användningsområden.

Molekylformeln för melamin är C3H6N6 och molekylvikten är 126,12. Genom sin kemiska formel kan vi veta att melamin innehåller tre grundämnen, kol, väte och kväve, och innehåller strukturen av kol- och kväveringar, och forskare vid MIT fann i sina experiment att dessa melaminmolekyler kan växa i två dimensioner under rätt förhållanden, och vätebindningarna i molekylerna kommer att fixeras samman, vilket gör det konstant. Vätebindningarna i molekylerna kommer att fixeras tillsammans, vilket gör att det bildar en skiva form i konstant stapling, precis som den hexagonala strukturen som bildas av tvådimensionell grafen, och denna struktur är mycket stabil och stark, så melamin omvandlas till ett högkvalitativt tvådimensionellt ark som kallas polyamid i händerna på forskare.

Materialet är också okomplicerat att tillverka, sa Strano, och kan produceras spontant i lösning, från vilken 2DPA-1-filmen senare kan tas bort, vilket ger ett enkelt sätt att göra det extremt sega men ändå tunna materialet i stora mängder.

Forskarna fann att det nya materialet har en elasticitetsmodul, ett mått på kraften som krävs för att deformeras, som är fyra till sex gånger större än skottsäkert glas. De fann också att trots att den är en sjättedel så tät som stål, har polymeren dubbelt så lång sträckgräns, eller den kraft som krävs för att bryta materialet.

En annan viktig egenskap hos materialet är dess lufttäthet. Medan andra polymerer består av tvinnade kedjor med luckor där gas kan strömma ut, består det nya materialet av monomerer som håller ihop som legoklossar och molekyler inte kan ta sig mellan dem.

Detta gör att vi kan skapa ultratunna beläggningar som är helt resistenta mot vatten- eller gaspenetration, säger forskarna. Den här typen av barriärbeläggning skulle kunna användas för att skydda metaller i bilar och andra fordon eller stålkonstruktioner."

Nu studerar forskarna mer i detalj hur just denna polymer kan formas till tvådimensionella ark och försöker ändra dess molekylära sammansättning för att skapa andra typer av nya material.

Det är tydligt att detta material är mycket önskvärt, och om det kan masstillverkas kan det medföra stora förändringar inom fordons-, flyg- och ballistiska skyddsfält. Särskilt när det gäller nya energifordon, även om många länder planerar att fasa ut bränslefordon efter 2035, men det nuvarande utbudet av nya energifordon är fortfarande ett problem. Om detta nya material kan användas inom fordonsområdet, betyder det att vikten av nya energifordon kommer att minska kraftigt, men också för att minska effektförlusten, vilket indirekt kommer att förbättra utbudet av nya energifordon.