کد خبر: 157815
ف
قوی‌ترین زره دنیا از ماده‌ای عجیب ساخته شد
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی دانشمندان دانشگاه نورث‌وسترن اولین ماده دوبعدی مکانیکی در هم‌تنیده با انعطاف و استحکام بالا را توسعه داده‌اند. قوی‌ترین ماده زرهی را با ۱۰۰ تریلیون پیوند در هر سانتی‌متر مربع دارد.

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


مرتبط ها
ارسال نظر
حداکثر تعداد کاراکتر نظر 200 ميياشد .
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.

هدیه سه مدرسه و یک ساختمان آموزشی خیرساز به آینده‌سازان جنوب فارس

پیام‌نور: شهریه ثابت ماند؛ خبری از افزایش نیست

تاریخ وقایع اتفاقیه و سرنوشت آن پس از قتل امیرکبیر؛ رساندن اطلاعات ساده و قابل فهم به مردم

مذاکرات بازرگان برای تغییر رژیم در ایران و افشای هویت اشخاص خائن

۵۱ درصد مدارس کشور با مشارکت خیرین احداث شده/برنامه دولت، حذف مدارس کانکسی است

انقلاب اسلامی خودباوری را در محققان، اساتید و دانشجویان تقویت کرده است

درهای پژوهش به روی حوزویان باز است / فقه نیاز به بالندگی دارد

تجلیل از دو شخصیت برجسته حوزوی در همایش کتاب سال حوزه

این یک توپ بازی نیست، یک پهپاد است که با دست پرتاب می‌شود+عکس

افتتاح ۴ طرح عمرانی و آموزشی توسط وزیر آموزش و پرورش در گراش

دانش‌آموزان اهل تحقیق و تبیین در مدرسه انقلاب، جهاد علمی را جریان‌سازی می‌کنند

چاپ کتاب سیاستمدار بی‌ایمان کانادایی درباره رسیدن به تسلا

حوزه علمیه به فقاهت و نیازهای نظام توجه دارد

ایران پس از انقلاب اسلامی در عدالت آموزشی و آموزش عالی موفق بوده است

سهم زنان از جمعیت دانشجویی و هیئت علمی چقدر رشد داشت

حاجی‌بابایی رئیس فراکسیون فرهنگیان شد

اعلام تعداد بازمانده از تحصیل‌ در دوره ابتدایی/ وجود بیش از ۷۰ هزار مدرسه ابتدایی در کشور

مشارکت فعال سازمان سنجش در پیشرفت کشور با کیفیت بخشی به نظام آموزشی

مرکز توسعه کسب و کار صنعت ۴در دانشگاه تهران افتتاح شد

مدارس با رویکرد قرآنی برای تربیت ۱۰ میلیون حافظ راه‌اندازی می‌شوند

پیوند دادن کرسی‌های یونسکو به سازمان های تامین مالی بین المللی

رونمایی از کتاب حسین گاردی

نشستی برای بوف کور

حمایت از رشته‌های راهبردی در شورای عالی علوم، تحقیقات و فناوری تصویب شد

واکنش وزیر علوم به تایید شورا بر میزان تاثیر معدل در کنکور

آمادگی ایران برای گسترش همکاری تحقیقاتی با سایر کشورها

تحول ۴۵ ساله از کلاس‌های کوچک به دانشگاه‌های بزرگ

استقلال و خودباوری؛ میراث انقلاب اسلامی برای نسل جدید

رشته‌های راهبردی در شورای عالی عتف تصویب شد

نگاهی به کارنامه تئودور نولدکه، پژوهشگر قرآن و شاهنامه

برنامه‌های گرامیداشت دهه فجر و اعیاد شعبانیه در منطقه ۱۳

افتتاح مدرسه خیرساز نورصالحی در محله منیریه/ نیاز به مقاوم سازی مدارس و احداث سالن ورزشی در منطقه ۱۱

ثبت‌نام ۱۱۰۰ متقاضی در فراخوان جذب هیئت علمی دانشگاه ملی مهارت

نقش ارائه گزارش‌های سالانه توسط کمیسیون‌های یونسکو در جذب منابع مالی

رئیس دانشگاه شریف ۳ نفر از مدیران این دانشگاه را ابقاء کرد

کاظمی: قرارداد خرید خدمات معلمان تا پایان ماه تعیین تکلیف می‌شود

کیفیت آموزشی با تغییر رفتار و پیشرفت دانش آموزان ارزیابی می‌شود

مناظرات دانشجویی به عرصه‌ها و موضوعات متنوع‌تری گسترش یابد

زمان برگزاری آزمون جامع دکتری دانشگاه معارف اسلامی اعلام شد

توسعه کمی و کیفی آموزش عالی پس از پیروزی انقلاب/ هنوز در حوزه علوم انسانی راه نرفته داریم

تداوم حضور دانشگاه محقق اردبیلی در بین دانشگاه‌های برتر جهان در رتبه‌بندی موضوعی تایمز ۲۰۲۵

دانشگاه‌های ما نباید برای تولید نظریه منتظر دانشگاه‌های غرب بمانند

زمان برگزاری آزمون جامع دکتری دانشگاه معارف اسلامی اعلام شد

مهلت دفاع از پایان نامه، رساله و ثبت نمرات تشریحی دانشجویان پیام نور تمدید شد

۶۹۰۰ طلبه خواهر در جشنواره بانوی کرامت شرکت کردند

پارک علم و فناوری دانشگاه امیرکبیر واحد فناور و استارتاپی جذب می‌کند

صحیفه سجادیه با ترجمه جواد فاضل به‌زودی توسط انتشارات امیرکبیر به چاپ بیست و هشتم می‌رسد.

طرح بازنگری سهمیه‌های کنکور به زودی به شورا می‌رسد؛ مخالف ورود بی‌کیفیت به پزشکی هستیم

قالیباف: رتبه‌بندی فقط باید شامل کسانی شود که معلمی می‌کنند

تصمیم‌گیری درباره جزییات سوابق تحصیلی به شورای عالی آموزش و پرورش واگذار شد

شناسایی استعدادهای قرآنی با ایجاد مدرسه ویژه قرآن در هر منطقه آموزشی

اختصاص سهم بیشتری از اعتبارات استان تهران به مدرسه سازی در مناطق کمتر برخوردار

راه‌اندازی مرکز تندرستی و حرکات اصلاحی در گرمسار/ خرید تجهیزات آزمایشگاهی برای مدارس دامغان

ظرفیت بالای جهاددانشگاهی برای تبدیل شدن به قطب فرهنگی و مطالعاتی در حوزه علوم انسانی اسلامی

دانشجویان ممتاز دانشگاه‌ها بدون آزمون وارد مقاطع تحصیلی بالاتر می‌شوند

بسترهای رشد فعالیت‌های علمی در دانشگاه صنعتی امیرکبیر از زبان رئیس دانشگاه

تأثیر قطعی سوابق تحصیلی پایه‌های یازدهم و دوازدهم تا ۶۰درصد تأیید شد

اولین‌های همایش کتاب سال حوزه

همه فعالیت‌های دانشگاه باید پیوست فرهنگی و اجتماعی داشته باشد

نتایج فراخوان جذب مدرس در دانشگاه جامع علمی کاربردی اعلام شد

انجمن‌های علمی باید با نظام مسائل کشور آشنا شوند/ انجمن‌های علمی؛ فرصتی برای پیوند علم و صنعت در دانشگاه‌ها

تجدید بیعت اعضای شورای عالی انقلاب فرهنگی با آرمان‌های امام خمینی(ره)

تصمیم‌گیری درباره جزییات سوابق تحصیلی به شورای عالی آموزش و پرورش واگذار شد

فراخوان ارسال پژوهش‌های برتر به بیست و چهارمین جشنواره بین‌المللی رویان

تشکیل کمیته‌هایی برای بررسی وضعیت رشته‌های کم متقاضی دستیاری

انجمن‌های علمی باید با نظام مسائل کشور آشنا شوند

معبد زیرزمینی، روایتی از جنگ در اعماق زمین

پسر عنکبوتی به کتابفروشی‌ها آمد

نخستین سکوی تبادل دانش جهان اسلام راه‌اندازی می‌شود

ایران در رتبه چهارم المپیاد جهانی زیست‌شناسی ۲۰۲۴ قرار گرفت

معلم با حقوق اندک نمی‌تواند انگیزه لازم برای آموزش داشته باشد

مسئول مرکز رشد حوزه‌های علمیه معرفی شد

امروز آخرین مهلت ثبت‌نام جذب هیئت علمی ۱۴۰۳ وزارت علوم

ابراهیم‌پور: سازمان سنجش قانون مجلس را اجرا کند

نمایش دو روی خشن و مهربان طبیعت در رمان هایدی

نقش گردش سپهر در سرنوشت شخصیت‌های شاهنامه

انتشار فراخوان انتخاب شعار سی‌وششمین نمایشگاه کتاب

شعب دانشگاه‌های علوم پزشکی در غنا، لبنان و تاجیکستان راه‌اندازی می‌شود

نتایج آزمون کتبی دانشنامه دندانپزشکی منتشر شد؛ آغاز آزمون های شفاهی از امروز

غائله تاثیر قطعی معدل در کنکور امروز پایان می یابد؟

فهرست گوشی‌هایی که می‌توانند به اینترنت ماهواره‌ای متصل شوند

فضانورد ناسا پس از ۸ ماه سرگردانی در فضا راه رفتن را فراموش کرد

تحویل چهار دسته سوخو ۳۵ روسی

مشخصات و تصویر ماشین جدید ایران خودرو+عکس

این یک کاخ نیست، قطار لوکس جدید عربستان است +عکس

تصادف شدید لامبورگینی نو این خودرو را این شکلی کرد+عکس

پدافندی که قاتل F-۳۵ آمریکایی است+عکس

جنگنده جدید ترکیه که ترکیبی از اف-۲۲ و اف-۳۵ است

صیاد 3F نسخه ضد بالستیک موشک صیاد در سامانه ۱۵ خرداد

چرا دیگ کامیون‌های حمل سیمان همیشه می‌چرخد و متوقف نمی‌شود؟

نسل جدید وانت جدید تویوتا غول پیکر و قوی+عکس

وانت ب ام و ترکیبی دیدنی از وانت و سدان+عکس

میزان اندازه بال انسان پرنده اعلام شد

علت خرابی بخاری ماشین این مورد است

رکورد جدیدی که چین در دریا ثبت کرد

ایلان ماسک برای خودش و ترامپ ۲ هواپیمای اختصاصی می‌سازد

این یک توپ بازی نیست، یک پهپاد است که با دست پرتاب می‌شود+عکس

پرجمعیت‌ترین استان کانادا قراردادش را با استارلینک فسخ کرد

اعتراف سنگین ایلان ماسک درباره خودروهای تسلا

باهوش‌ترین حشره دنیا این جانور است

حداکثر سرعت جنگنده اف ۱۵ ایگل چقدر است؟ +عکس

لقمه عجیب یک شه مار کالیفرنیایی که کار دستش داد+عکس

تنها جنگنده تاپ گان جهان که فقط در ایران عملیاتی می‌شود+عکس

ماه در کنار زهره، زحل و نپتون را امشب در آسمان ببینید

موشک ایرانی عماد با بردی ۱۷۰۰ کیلومتر و قابلیت حمل کلاهک+عکس

تصاویر جدید از آئودی RS۳ وایرال شد+عکس

سیگنالی عجیب از کهکشان مرده به دانشمندان رسید

نسخه لوکس آیفون ۱۶ پرو با الهام از بیت‌کوین و با روکش طلا

تولید آهن سبز در این کشور آغاز شد

طولانی‌ترین تونل جهان که در زیر زمین این شهر پنهان شده+عکس