Sjećate li se melamina?To je zloglasni “aditiv za mlijeko u prahu”, ali iznenađujuće, može se “transformirati”.

U Nature, vodećem međunarodnom naučnom časopisu, 2. februara je objavljen istraživački rad u kojem se tvrdi da se od melamina može napraviti materijal koji je tvrđi od čelika i lakši od plastike, na veliko iznenađenje ljudi.Rad je objavio tim koji je predvodio poznati naučnik o materijalima Michael Strano, profesor na Odsjeku za hemijsko inženjerstvo na Massachusetts Institute of Technology, a prvi autor je bio postdoktorand Yuwei Zeng.

Navodno su dali imematerijal uizduvan od melamina 2DPA-1, dvodimenzionalnog polimera koji se samosastavlja u listove da bi formirao manje gust, ali izuzetno jak, visokokvalitetni materijal, za koji su prijavljena dva patenta.

Melamin, obično poznat kao dimetilamin, je bijeli monoklinski kristal koji izgleda slično mlijeku.

Melamin je bez ukusa i slabo rastvorljiv u vodi, ali i u metanolu, formaldehidu, sirćetnoj kiselini, glicerinu, piridinu itd. Nerastvorljiv je u acetonu i etru.Štetan je za ljudski organizam, a i Kina i SZO su precizirale da se melamin ne smije koristiti u preradi hrane ili dodacima hrani, ali je melamin i dalje veoma važan kao hemijska sirovina i građevinska sirovina, posebno u bojama, lakovima, ploče, ljepila i drugi proizvodi imaju dosta primjena.

Molekularna formula melamina je C3H6N6, a molekulska težina je 126,12.Kroz njegovu hemijsku formulu možemo znati da melamin sadrži tri elementa, ugljik, vodik i dušik, te da sadrži strukturu ugljičnih i dušičnih prstenova, a naučnici sa MIT-a su u svojim eksperimentima otkrili da te molekule melamina monomeri mogu rasti u dvije dimenzije pod odgovarajućim uslovima, a vodonične veze u molekulima će biti fiksirane zajedno, čineći ih konstantnim. Vodikove veze u molekulima će biti fiksirane zajedno, čineći da formiraju oblik diska u stalnom slaganju, baš kao heksagonalna struktura formirana od dvodimenzionalnog grafena , a ova struktura je vrlo stabilna i jaka, pa se melamin u rukama naučnika pretvara u visokokvalitetni dvodimenzionalni lim nazvan poliamid.

Materijal je takođe jednostavan za proizvodnju, rekao je Strano, i može se proizvesti spontano u rastvoru, iz kojeg se kasnije može ukloniti 2DPA-1 film, pružajući jednostavan način da se napravi izuzetno čvrst, ali tanak materijal u velikim količinama.

Istraživači su otkrili da novi materijal ima modul elastičnosti, mjeru sile potrebne za deformaciju, koja je četiri do šest puta veća od one kod neprobojnog stakla.Također su otkrili da, iako je jedna šestina gustoće od čelika, polimer ima dvostruko veću granicu tečenja, odnosno silu potrebnu za lomljenje materijala.

Još jedno ključno svojstvo materijala je njegova nepropusnost.Dok se drugi polimeri sastoje od upletenih lanaca s prazninama gdje plin može pobjeći, novi materijal se sastoji od monomera koji se drže zajedno poput Lego blokova i molekule ne mogu ući između njih.

To nam omogućava da napravimo ultra-tanke premaze koji su potpuno otporni na prodiranje vode ili plina”, rekli su naučnici.Ova vrsta barijernog premaza mogla bi se koristiti za zaštitu metala u automobilima i drugim vozilima ili čeličnim konstrukcijama.”

Sada istraživači detaljnije proučavaju kako se ovaj konkretni polimer može formirati u dvodimenzionalne ploče i pokušavaju promijeniti njegov molekularni sastav kako bi stvorili druge vrste novih materijala.

Jasno je da je ovaj materijal vrlo poželjan, a ako se može masovno proizvoditi, mogao bi donijeti velike promjene u automobilskoj, svemirskoj i balističkoj zaštiti.Naročito u oblasti novih energetskih vozila, iako mnoge zemlje planiraju postupno ukidanje vozila na gorivo nakon 2035. godine, ali trenutna ponuda novih energetskih vozila i dalje predstavlja problem.Ako se ovaj novi materijal može koristiti u oblasti automobilizma, to znači da će se težina novih energetskih vozila uvelike smanjiti, ali i smanjiti gubitak snage, što će indirektno poboljšati gamu novih energetskih vozila.