علماء معهد ماساتشوستس للتّكنولوجيا يبتكرون مادّة أقوى من الفولاذ وبوزن يماثل خفّة البلاستيك

“تتمتّع بخصائص غير مألوفة ونحن في غاية الحماس حيال ذلك”.

بسالة فولاذيّة

ابتكر فريق من المهندسين الكيميائيّين في معهد ماساتشوستس للتّكنولوجيا MIT مادّة جديدة يزعمون أنّها أكثر متانةً من الفولاذ-لكنّها في الوقت نفسه خفيفة كالبلاستيك.

في حال ثبوت جدواها من الممكن أن تُحدِث هذه المادة تقدّمًا هائلًا في علوم المواد، بحيث تمنح أجسامًا مثل قطع غيار السّيّارات أو الهواتف المحمولة طبقةً فائقة المتانة. وذهب الفريق إلى حدّ القول بإمكانيّة تصنيعها بكمّيّات وفيرة بمنتهى السّهولة.

قال مايكل سترانو، أستاذ الهندسة الكيميائيّة في معهد ماساتشوستس للتّكنولوجيا وكبير واضعي دراسة متعلّقة بالبحث الذي نُشر في مجلّة Nature هذا الأسبوع، في بيان: “عادةً لا ننظر إلى البلاستيك على أنّه شيء يمكن استخدامه لتدعيم مبنى، ولكن مع هذه المادّة، يمكنك تحقيق إنجازات جديدة”.

وأضاف: “تتمتّع بخصائص غير مألوفة ونحن في غاية الحماس حيال ذلك”.

البلمرة ثنائيّة الأبعاد

يتمثّل السّرّ الذي توصّل إليه الفريق في بوليمرات polymers خاصّة ثنائيّة الأبعاد قادرة على ترتيب نفسها على شكل رقائق. حيث أنّ غالبيّة البوليمرات الأخرى، إن لم تكن جميعها يمكنها فقط تكوين سلاسل أحاديّة البعد تتحوّل بعد ذلك إلى أجسام ثلاثيّة الأبعاد.

حتّى الآن، ظنّ العلماء أنّه من المحال تشكيل رقائق من البوليمرات ثنائيّة الأبعاد. بيد أنّه وبفضل بذل مجهود مضنٍ، استطاع سترانو وفريقه تنفيذ ذلك باستخدام عمليّة خاصّة تتضمّن مركّب الميلامين.

كانت النّتيجة عبارة عن مادّة رقيقة ومتينة إلى أبعد الحدود أطلق عليها مسمّىDPA-12، وتتميّز بمقاومتها للتّشوّه بما يتراوح بين أربعة وستّة أضعاف مقاومة الزّجاج المضادّ للرّصاص. بالإضافة إلى أنّها أشدّ صعوبة في الكسر من الفولاذ بمقدار الضّعف، بالرّغم من أنّ كثافتها تبلغ سدس كثافة الفولاذ.

وقال سترانو في البيان: “عوضًا عن صنع جزيء يشبه المعكرونة، نستطيع صناعة مستوٍ جزيئي يشبه الرّقاقة، بحيث نجعل الجزيئات تلتحم مع بعضها البعض في بُعدين، تحدث هذه الآليّة تلقائيًا في المحلول، وبعد صناعة المادّة، نستطيع بسهولة غزل أغشية رقيقة قويّة للغاية”.

وأوضح سترانو أنّ المادّة الجديدة تمنع نفاذ الغازات، ما يجعلها خيارًا مناسبًا لحماية المعدن في السّيّارات وغيرها من المركبات أو الهياكل الفولاذيّة.

يأمل الفريق الآن أن يتوصّل إلى المزيد من المواد الجديدة عبر إجراء تعديلات على التّركيب الجزيئيّ لرقائق البوليمر الخاصّة بهم.