يبتكر معهد ماساتشوستس للتكنلوجيا مادة أقوى من الفولاذ، ولكنها بخفة البلاستيك

«تمتلك الكثير من الخواص غير العادية، نحن متحمسون جدًا بشأن ذلك».

ابتكر فريقٌ من مهندسين كيميائين في معهد ماساتشوستس للتكنلوجيا مادة جديدة، إذ يزعمون أنّها أقوى من الفولاذ وبخفّة البلاستيك.

إذا كان هذا العلم مجديًا، يمكن أن يكون تقدمًا ضخمًا في علوم المواد، ومن المحتمل أن تُعطي بعض الأجسام مثل أجزاء السيّارة أو خلايا الهواتف المحمولة سطحًا استثنائيًّا متينًا. كما يذهب الفريق إلى أنه يمكن إنتاج الكثير من هذه المادة بسهولة.

قال ميشيل سترانو، دكتور في الهندسة الكيميائية في معهد ماساتشوستس للتكنلوجيا، كبير مؤلفي الدراسة عن البحث المنشور في صحيفة Journal Nature هذا الأسبوع في بيان: «لا نفكر بالعادة في البلاستيك في أن يكون شيئًا يمكنك استخدامه لتدعيم الأبنية، لكن مع هذه المادة، ستكون قادرًا على القيام بأشياء جديدة».

مضيفًا: «إنها خواص غير عادية أبدًا، ونحن متحمسون جدًا حول هذا».

بوليميرات ثنائيّة الأبعاد

سِرُّ الفريق يتميز ببولميرات ثنائية البعد يمكنها ترتيب نفسها إلى صفائح، معظم البولميرات إن لم يكن جميعها قادرة على تشكيل سلاسل أحادية البعد، والتي تتحول لاحقًا إلى أجسام ثلاثية الأبعاد.

حتى الآن، افترض العلماء أنّ صفائح البوليميرات ثنائية الأبعاد مستحيلة التشكل. ولكن مع بعض العمل الجاد، كان سترانو و فريقه قادرين على ذلك، باستخدام عملية خاصة فقط من خلال مركب الميلامين.

كانت النتيجة قوية للغاية، مادة رقيقة يطلق عليها اسم 2DPA-1 إذ تكون مقاومة للتشوه من أربع إلى ست مرات من قوة الزجاج المقاوم للرصاص. وأيضًا صعبة الكسر أكثر بمرتين من الفولاذ، على الرغم من امتلاكها سدس كثافة الزجاج.

قال سترانو في بيان: «بدلًا من صنع الجزيئة كالمعكرونة، بإمكاننا جعل مستوى الجزيء كالصفيحة، إذ لدينا جزيئات ترتبط معًا في بُعدين».

تحدث هذه الآليّة تلقائيًا في المحلول، وبعد أن نصطنع المادة، يمكننا بسهولة الطلاء بالدوران للأفلام الرقيقة فتكون قويّة بشكل استثنائي».

قال سترانو: «لا تسمح المادة الجديدة بتخلل أية غازات خلالها، جاعلًة منها خيارًا أفضل لحماية المعدن في السيارة و مركبات أخرى، أو بنية الفولاذ».

يأمل الفريق الآن ابتكار مواد جديدة أخرى، بالقيام بتعديلات طفيفة في بنية الجزيء؛ في صفائح البولميرات الخاصة بهم.