به گزارش ثریا در دهه ۱۹۸۰ بود که فریزر استودارت(Fraser Stoddart) شیمیدان دانشگاه نورث‌وسترن، برای اولین بار مفهوم پیوندهای مکانیکی را معرفی کرد. استودارت سپس نقش این پیوندها را در ماشین‌های مولکولی با فعال کردن عملکردهایی مانند سوئیچینگ، چرخش، انقباض و انبساط به روش‌های مختلف و استفاده از آنها برای توسعه ساختارهای به هم پیوسته گسترش داد که جایزه نوبل را نیز در سال ۲۰۱۶ برای او به ارمغان آورد.
محققان دهه‌هاست که روی توسعه مولکول‌های درهم‌تنیده مکانیکی با پلیمرها کار می‌کنند، اما شکست خورده‌اند. در شیمی آلی، تشکیل حلقه‌های به اصطلاح «حلقه‌های متوسط» که ۵ تا ۸ اتم در اطراف آنها قرار دارند، بسیار ساده است. ویلیام دیچتل(William Dichtel)، استاد شیمی در دانشگاه نورث‌وسترن توضیح می‌دهد که چنین حلقه‌هایی برای عبور مولکول دیگری از آن بسیار کوچک هستند.
دیچتل افزود: در مقاله ما، حلقه‌های جدیدی در هر واحد تکراری ساختار دوبعدی تشکیل شده‌اند که ۴۰ اتم در اطراف هستند. این با استفاده از یک رویکرد نوآورانه و جدید به دست آمد که حتی فرضیات در مورد چگونگی واکنش مولکول‌ها را زیر سوال می‌برد.
یک روند بدیع
مدیسون باردو(Madison Bardot)، دانشجوی دکترا در آزمایشگاه دیچتل، فرآیند جدیدی را با استفاده از مونومرهای X شکل به عنوان بلوک‌های سازنده و مرتب کردن آنها در ساختارهای کریستالی بسیار منظم ایجاد کرد. سپس از مولکول دیگری برای ایجاد پیوند بین مولکول‌های کریستال استفاده کردند.
ماده حاصل از لایه‌هایی از ورق‌های پلیمری دوبعدی تشکیل شده است که در آنها انتهای مونومرهای X شکل با انتهای دیگر مونومرهای X شکل در هم قفل شده‌اند و مونومرهای بیشتری از طریق شکاف‌های بین آنها رِزوه می‌شوند. این ماده روی هم از ۱۰۰ تریلیون پیوند مکانیکی در هر سانتی‌متر مربع تشکیل شده است که بالاترین چگالی است که تاکنون به دست آمده است.
جالب توجه است که این تیم همچنین دریافت که حل کردن پلیمر در محلول به مونومرهای در هم قفل شده اجازه می دهد تا از یکدیگر جدا شوند و امکان دستکاری ورقه‌های جداگانه را فراهم می‌کند.
دیچتل توضیح داد: بسیاری از مواد بسیار کریستالی، شکننده هستند، اما پلیمر ما ساختار منظمی دارد که در عین حال بسیار انعطاف‌پذیر است، زیرا هر پیوند مکانیکی فضای کمی برای حرکت دارد.
وی افزود: زمانی که نیروی سبکی به پلیمر وارد می‌شود، بسیار انعطاف‌پذیر است، اما اگر نیروی بیشتری اعمال شود، مواد سفت‌تر می‌شوند، زیرا پیوندهای مکانیکی به صورت موضعی تا حد خود کشیده می‌شوند. این خاصیت «سخت شدن کرنش» نامیده می‌شود و برای مواد انعطاف‌پذیر و از نظر مکانیکی سخت بسیار مورد توجه است. فراتر از خواص مکانیکی، معماری پلیمر دارای خواص جالبی است که می‌توان آن را برای کاربردهای جدید بررسی کرد.
قدرت فزاینده
همکاران دیچتل در دانشگاه دوک، این پلیمر جدید را به فیبری از خانواده کِولار موسوم به Ultem اضافه کردند که می‌تواند در برابر دماهای شدید و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی مقاومت کند.
استفاده از تنها ۲.۵ درصد از این پلیمر در آن به طور چشمگیری استحکام آن را افزایش داد که می‌تواند برای ساخت زره‌پوش استفاده شود؛ در حالی که پلیمرهای حاوی پیوندهای مکانیکی قبلاً در مقیاس کوچک سنتز شده بودند، این رویکرد به این تیم کمک کرد تا به راحتی تقریباً یک پوند (نیم کیلوگرم) از این مواد را بسازند. این همچنین نشان می‌دهد که این رویکرد بسیار مقیاس‌پذیر است.
دیچتل می‌گوید: شاید چالش برانگیزترین جنبه این بود که به خودمان ثابت کنیم که ما واقعاً ساختار در هم‌تنیده مکانیکی پیشنهادی را داریم. به تیمی از تخصص‌های مختلف شامل شیمیدانان، میکروسکوپ‌های الکترونی و مهندسان پلیمر نیاز بود تا بفهمند چگونه این مواد را بسازیم و سپس چگونه عمل کنیم.
منبع: خبر آنلاین
عضویت رایگان در همه مراکز کانون پرورش فکری کشور تا ۲۰ تیرماه
عکس روز ناسا از چشم اژدها
مرسدس بنز از لاستیک‌های قدیمی چرم لوکس ساخت!
دادگاهی شدن تیک تاک و مایکروسافت به دلیل مرگ یک نوجوان
موتور برقی با نخ نانویی ۵ برابر سبک‌تر برای پهپادها
وظایف پلتفرم‌های ملی در جنگ؛ امریکا هم در شرایط بحران فیلتر می‌کند
آماده‌سازی تیم‌های ملی برای شرکت در رقابت‌های جهانی
برگزاری کنکور الکترونیکی فعلا منتفی است/ بنا داریم آزمون‌هایی با مقیاس کوچک‌تر برگزار شود
تاثیر ماده موثر فلفل تند بر رده‌های سلولی سرطان روده
تولید ضدآفتاب‌های نانویی برای کودکان بدون جاذب‌های شیمیایی
شاید آغاز بیماری پارکینسون از مغز نباشد!
خطر کاهش بودجه ناسا برای مریخ‌نورد اروپا
فتاوایی که گفتمان‌سازی در فقه امنیت دینی است
نمی‌توان حریم دیگران را نقض کرد؛ توجه امام حسین (ع) به محل شهادت‌اش
توقف صدور کدهای استخدامی اساتید/ علت چیست؟
برگزاری کنکور الکترونیکی فعلا منتفی است/ این آزمون با اطمینان صد در صدی برگزار می‌شود
زمان امتحانات پایان ترم دانشگاه‌های علوم پزشکی مشخص شد
نگاهی به دستاوردهای شهید طهرانچی در دانشگاه آزاد
گوجه‌فرنگی‌هایی که معکوس تکامل یافته‌اند!
سگ رباتیک سوئیسی مثل یک انسان توپ پرتاب می‌کند!
هیولای ۱۲هزار تنی چین؛ زیردریایی موشک‌انداز هسته‌ای با قابلیت حمل موشک‌های قاره‌پیما و توان پنهان‌کاری بالا
آیفون ۱۷ پرو مکس از راه می‌رسد؛ باریک‌تر، قوی‌تر و گران‌تر از همیشه!
کشف شگفت‌انگیز دانشمندان: مغز انسان نور ساطع می‌کند
اشک چشم راز مهمی از مغز شما را فاش می‌کند
کپک قارچی قاتل دانشمندان در مقبره‌های باستانی، ناجی بیماران سرطانی می‌شود
برای سالم‌بودن حتماً لازم نیست لاغر شوید
اتمام فرصت دانش‌آموزان مهمان برای انتخاب شهر محل آزمون سمپاد و نمونه تا پایان امروز
شهادت ۳۰ دانش آموز و ۷ معلم در جنگ ۱۲ روزه / تدوین سناریوهای احتمالی برای شرایط ویژه
طوفان‌ها چطور نام‌گذاری می‌شوند؟
عکسی خیره‌کننده از ایستگاه فضایی در دل یک شراره خورشیدی
هوش مصنوعی آنتروپیک میلیون‌ها کتاب را نابود کرد
آنالیز سموم با طیف‌سنج تحرک یونی
راه‌اندازی فناوری ضد پهپاد در آسمان نیویورک
آیا هوش مصنوعی می‌تواند سلول مجازی بسازد؟
جایگزینی مناسب برای کودهای شیمیایی در مناطق اسیدی و کم‌فسفر
ربات‌هایی که ۸ برابر سریع‌تر از انسان کار می‌کنند
تبادل اطلاعات از طریق لوله‌های فلزی انتقال نفت و گاز
باند فرکانسی فناوری WiFi۶E تخصیص داده شد
بیدارباش فناورانه پس از جنگ؛ ارتقای دانش پهپادی و اخلالگرهای دیجیتال
فیزیک ذرات محور انقلاب‌های علمی آینده است؛ ضرورت توجه به شتاب‌دهنده‌ها
اولین تصاویر ماهواره فایرست منتشر شدند
ردمی K۸۰ اولترا معرفی شد؛ غول جدید چین برای تسخیر بازار گوشی‌های پرچمدار
پدربزرگ لپ تاپ‌های امروزی که فقط ۲۱ مگابایت هارد داشت!
هوش مصنوعی رسوایی‌های سلامت را در انگلیس رصد می کند
راه‌اندازی سرویس‌های تغییر نشانی و درخواست توزیع در نشانی جدید
وزارت آموزش و پرورش دریافت شهریه‌های غیرمجاز در مدارس غیر دولتی را پیگیری کند
توانمندسازی هنرآموزان با روش تدریس یادگیری وظیفه مدار/ شرط صدور مجوز تاسیس هنرستان هوانوردی
شهادت ۲۰ دانش‌آموز در جنگ اخیر/ طراحی سناریوهای آموزشی مختلف متناسب با هر شرایطی
عکس روز ناسا از چتر کیهانی
سازوکارهای مدیریت بحران در عصر هوش مصنوعی
آنالیز تصاویر پزشکی مبتنی بر هوش مصنوعی
کاهش عوارض شیمی درمانی با نانودارورسان‌های هدف‌گیر سرطان
آنالیز تصاویر پزشکی مبتنی بر هوش مصنوعی
کشف علت پس زدن پیوند کلیه خوک به انسان
جریمه تأخیر تسهیلات دانش‌آموختگان و دانشجویان علوم پزشکی بخشیده شد
اعلام زمان اتمام مرخصی تابستانه اساتید و کارکنان دانشگاه‌ها
پیگیری وزارت بهداشت برای اجرای قانون بیمه دستیاران
ترامپ برای تیک‌تاک خریدار پیدا کرد
ثبت‌نام کلاس اولی‌ها تمدید شد
چه عواملی بر باروری مردان تأثیر می‌گذارد؟
جاسوسی نانویی در خون؛ هوش مصنوعی پرده از راز بیماری‌ها برمی‌دارد
تصویر مریخ‌نورد کنجکاوی از برآمدگی‌های مرموز مریخ
حکم قاضی آمریکایی: آموزش هوش مصنوعی آنتروپیک منصفانه است
هوش مصنوعی جمینای مخصوص ربات‌ها عرضه می‌شود
ابداع یک جوهر الکترونیک برای نسل جدید فناوری‌های انعطاف‌پذیر
واتس‌اپ پیام‌های خوانده نشده شما را خلاصه می‌کند
تشخیص ۹ نوع زوال عقل با یک اسکن توسط هوش مصنوعی
نامه سرگشاده نویسندگان به ناشران برای محدود کردن هوش مصنوعی
کشف یک اندامک جدید درون سلول انسان
تولید فوم پلی اورتان برای مدیریت ترشحات زخم در کشور
رفع ناهمواری‌ها و نواقص سطوح با رنگ‌های ترک‌زای نانویی
تبدیل پوسته تخم‌مرغ به لعاب سرامیک پایدار
مقایسه جنگنده‌های اف-۱۶، سوخو-۳۵ و جی-۱۰؛ کدام یک بهتر است؟
چرا میلیاردرهای دنیای فناوری می‌خواهند هوش مصنوعی دوست صمیمی شما باشد؟
نحوه شرکت دانش‌آموزان به صورت مهمان در فرآیند ارزشیابی باقی مانده امتحانات داخلی
راز بقای سوسمارهای شب پس از برخورد شهاب‌سنگ به دایناسورها چه بود؟
بی‌نیازی از تزریق انسولین با چاپ سه‌بُعدی جزایر لانگرهانس
فوتبال بازی کردن ربات‌های انسان‌نما را ببینید
خانه کتاب در ماه محرم منتظر شماست: از همدلی ملی تا روایت سوگواری
زینب از دور جوانان خودش را می‌دید/ چه دلاور شده‌اند این دو برادر در جنگ
خوردن آجیل و تخمه در ایام ماه محرم اشکال دارد؟
حرم حضرت زینب(س) با وجود آزار نیروهای جولانی سیاه پوش شد
بدرقه مردی قهرمان که برای مردم آرامش آورد
آیا قرآن به عزاداری برای امام حسین (ع) اشاره کرده است؟
خاطره کمترشنیده شده از شهید باقری از عملیات مرصاد
مساجد برای تکرار شرایط جنگی و ارائه خدمات اجتماعی و امنیتی آماده شوند
چطور زیارت عاشورا بلایی بزرگ را دفع کرد؟
نگاهی به زندگی مسلم بن عقیل قبل از واقعه عاشورا
مرثیه خوانی عبدالرضا هلالی در مراسم روز جمعه مصلی امام خمینی (ره)
شیعه کسی است که به لقمه حلال قانع باشد
زینب از دور جوانان خودش را می‌دید/ چه دلاور شده‌اند این دو برادر در جنگ
دشمن می‌خواهد ملت امام حسین (ع) و ملت شهادت نباشد
چرا گریه بر امام حسین (ع) بهشت را بر انسان واجب می‌کند؟
جزئیات برگزاری هیئت‌ها و برپایی بیرق‌های حسینی در محرم امسال اعلام شد
بیانیه علما و نخبگان جهان اسلام در محکومیت حملات رژیم صهیونیستی
تو ایرانی و سرور روزگاری/ تو ایران من! بر جهان سروری کن
کتابی عاشورایی از زبان قهرمانان کربلا در قالبی جدید و خواندنی
نمی‌توان حریم دیگران را نقض کرد؛ توجه امام حسین (ع) به محل شهادت‌اش
راهی ساده برای نزدیک شدن به خدا
خانه کتاب در ماه محرم منتظر شماست: از همدلی ملی تا روایت سوگواری
فتاوایی که گفتمان‌سازی در فقه امنیت دینی است
نگاهی به کارنامه شهید بهشتی که یک ملت بود
تحلیل‌های نظام مند شهید طهرانچی در حوزه علوم انسانی تأمل برانگیز بود
در رثای فرماندهی که شهادتش ادامه راه مقاومت است
فرصت انتخاب رشته آزمون دستیاری ۷ تیرماه به پایان می‌رسد
تاکید وزارت علوم برای برگزاری امتحانات در شهریور ماه
انتخاب رشته ۳۰ هزارنفر در کاردانی به کارشناسی؛ شنبه آخرین مهلت برای ثبت‌نام
بیانیه بیش از ۱۳۰۰ نفر از علمای اهل سنت درباره لزوم مقاومت
قرارگاه علم و فناوری به منظور رفع نیازهای علمی نیروهای مسلح تشکیل می‌شود
عقد اخوتی که با شهادت گسسته نشد / پیام تحلیلی استاد خسروپناه درباره شهید طهرانچی
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.