比塑料轻比钢强 MIT工程团队研发出新型超薄材料

聚合物是赋予材料多功能的关键，其中最典型的例子就是塑料。在显微镜下，聚合物通常看起来像蠕动的线，是由称为单体（monomers）的单元组成的一维链，但它们可以通过注射成型等制造方法形成三维的形状。

不过想要让聚合物形成二维材料是非常困难的。虽然一些团队已经取得了一些成功，但所产生的材料有缺陷，降低了它们的强度或其他理想的性能。在麻省理工学院的一项新研究中，他们已经开发出了一种新的生产方法，使聚合物能够形成二维片，同时保持其强度不变。

该团队开始使用三聚氰胺作为单体，它有一个碳和氮环的结构。在暴露于恰到好处的条件下的溶液中，这些分子侧向生长成盘状，然后相互堆叠，用氢键将各层固定在一起。

该研究的资深作者迈克尔·斯特拉诺（Michael Strano）说：“我们可以制作一个类似意大利面条的分子，而不是制作一个片状的分子平面，我们让分子在两个维度上将自己勾在一起。这种机制在溶液中自发地发生，在我们合成这种材料之后，我们可以很容易地旋涂薄膜，这种薄膜特别坚固”。

研究小组将这种材料称为 2DPA-1，它有一些令人印象深刻的特性。尽管它非常薄且轻，但这种聚合物的强度是钢的两倍，而且需要比防弹玻璃多六倍的力量才能使其变形。它对气体和液体也是完全不渗透的。有了这些能力，2DPA-1 可以成为车辆、智能手机等电子设备的轻质、耐用、防水的涂层，甚至可以作为建筑材料使用。

Michael Strano 表示：“我们通常不认为塑料是你可以用来支撑建筑物的东西，但是有了这种材料，你就可以实现新的东西。它有很不寻常的特性，我们对此感到非常兴奋”。

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