ਇਹ ਨਵੀਂ ਸਮੱਗਰੀ ਮੇਲਾਮਾਈਨ ਤੋਂ ਬਣੀ ਇੱਕ ਦੋ-ਅਯਾਮੀ ਪੋਲੀਮਰ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਸ਼ੀਟਾਂ ਵਿੱਚ ਆਪਣੇ ਆਪ ਇਕੱਠੀ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਹੋਰ ਸਾਰੇ ਪੋਲੀਮਰਾਂ ਦੇ ਉਲਟ, ਜੋ ਇੱਕ-ਅਯਾਮੀ, ਸਪੈਗੇਟੀ ਵਰਗੀਆਂ ਚੇਨਾਂ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਹੁਣ ਤੱਕ, ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਦਾ ਮੰਨਣਾ ਸੀ ਕਿ ਪੋਲੀਮਰਾਂ ਨੂੰ 2D ਸ਼ੀਟਾਂ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਪ੍ਰੇਰਿਤ ਕਰਨਾ ਅਸੰਭਵ ਹੈ।
ਐਮਆਈਟੀ ਵਿਖੇ ਕੈਮੀਕਲ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਦੇ ਕਾਰਬਨ ਪੀ. ਡੱਬਸ ਪ੍ਰੋਫੈਸਰ ਅਤੇ ਨਵੇਂ ਅਧਿਐਨ ਦੇ ਸੀਨੀਅਰ ਲੇਖਕ ਮਾਈਕਲ ਸਟ੍ਰਾਨੋ ਕਹਿੰਦੇ ਹਨ ਕਿ ਅਜਿਹੀ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਕਾਰ ਦੇ ਪੁਰਜ਼ਿਆਂ ਜਾਂ ਸੈੱਲ ਫੋਨਾਂ ਲਈ ਹਲਕੇ, ਟਿਕਾਊ ਪਰਤ ਵਜੋਂ, ਜਾਂ ਪੁਲਾਂ ਜਾਂ ਹੋਰ ਢਾਂਚਿਆਂ ਲਈ ਇਮਾਰਤ ਸਮੱਗਰੀ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।
"ਅਸੀਂ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪਲਾਸਟਿਕ ਨੂੰ ਅਜਿਹੀ ਚੀਜ਼ ਨਹੀਂ ਸਮਝਦੇ ਜਿਸਦੀ ਵਰਤੋਂ ਤੁਸੀਂ ਕਿਸੇ ਇਮਾਰਤ ਨੂੰ ਸਹਾਰਾ ਦੇਣ ਲਈ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹੋ, ਪਰ ਇਸ ਸਮੱਗਰੀ ਨਾਲ, ਤੁਸੀਂ ਨਵੀਆਂ ਚੀਜ਼ਾਂ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾ ਸਕਦੇ ਹੋ," ਉਹ ਕਹਿੰਦਾ ਹੈ। "ਇਸ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਹੀ ਅਸਾਧਾਰਨ ਗੁਣ ਹਨ ਅਤੇ ਅਸੀਂ ਇਸ ਬਾਰੇ ਬਹੁਤ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਹਾਂ।"
ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਸਮੱਗਰੀ ਤਿਆਰ ਕਰਨ ਲਈ ਵਰਤੀ ਗਈ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ 'ਤੇ ਦੋ ਪੇਟੈਂਟਾਂ ਲਈ ਅਰਜ਼ੀ ਦਿੱਤੀ ਹੈ, ਜਿਸਦਾ ਵਰਣਨ ਉਹ ਅੱਜ ਨੇਚਰ ਵਿੱਚ ਛਪਦੇ ਇੱਕ ਪੇਪਰ ਵਿੱਚ ਕਰਦੇ ਹਨ । ਐਮਆਈਟੀ ਪੋਸਟਡੌਕ ਯੂਵੇਨ ਜ਼ੇਂਗ ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਦੇ ਮੁੱਖ ਲੇਖਕ ਹਨ।
ਦੋ ਆਯਾਮ
ਪੋਲੀਮਰ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਸਾਰੇ ਪਲਾਸਟਿਕ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਮੋਨੋਮਰ ਨਾਮਕ ਬਿਲਡਿੰਗ ਬਲਾਕਾਂ ਦੀਆਂ ਚੇਨਾਂ ਤੋਂ ਬਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਚੇਨਾਂ ਆਪਣੇ ਸਿਰਿਆਂ 'ਤੇ ਨਵੇਂ ਅਣੂ ਜੋੜ ਕੇ ਵਧਦੀਆਂ ਹਨ। ਇੱਕ ਵਾਰ ਬਣਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਪੋਲੀਮਰਾਂ ਨੂੰ ਇੰਜੈਕਸ਼ਨ ਮੋਲਡਿੰਗ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਤਿੰਨ-ਅਯਾਮੀ ਵਸਤੂਆਂ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪਾਣੀ ਦੀਆਂ ਬੋਤਲਾਂ, ਵਿੱਚ ਆਕਾਰ ਦਿੱਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।
ਪੋਲੀਮਰ ਵਿਗਿਆਨੀਆਂ ਨੇ ਲੰਬੇ ਸਮੇਂ ਤੋਂ ਇਹ ਅਨੁਮਾਨ ਲਗਾਇਆ ਹੈ ਕਿ ਜੇਕਰ ਪੋਲੀਮਰਾਂ ਨੂੰ ਦੋ-ਅਯਾਮੀ ਸ਼ੀਟ ਵਿੱਚ ਵਧਣ ਲਈ ਪ੍ਰੇਰਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਮਜ਼ਬੂਤ, ਹਲਕੇ ਭਾਰ ਵਾਲੇ ਪਦਾਰਥ ਬਣਾਉਣੇ ਚਾਹੀਦੇ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇਸ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਕਈ ਦਹਾਕਿਆਂ ਦੇ ਕੰਮ ਨੇ ਇਹ ਸਿੱਟਾ ਕੱਢਿਆ ਕਿ ਅਜਿਹੀਆਂ ਸ਼ੀਟਾਂ ਬਣਾਉਣਾ ਅਸੰਭਵ ਸੀ। ਇਸਦਾ ਇੱਕ ਕਾਰਨ ਇਹ ਸੀ ਕਿ ਜੇਕਰ ਵਧ ਰਹੀ ਸ਼ੀਟ ਦੇ ਸਮਤਲ ਤੋਂ ਸਿਰਫ਼ ਇੱਕ ਮੋਨੋਮਰ ਉੱਪਰ ਜਾਂ ਹੇਠਾਂ ਘੁੰਮਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਸਮੱਗਰੀ ਤਿੰਨ ਅਯਾਮਾਂ ਵਿੱਚ ਫੈਲਣਾ ਸ਼ੁਰੂ ਹੋ ਜਾਵੇਗੀ ਅਤੇ ਸ਼ੀਟ ਵਰਗੀ ਬਣਤਰ ਖਤਮ ਹੋ ਜਾਵੇਗੀ।
ਹਾਲਾਂਕਿ, ਨਵੇਂ ਅਧਿਐਨ ਵਿੱਚ, ਸਟ੍ਰਾਨੋ ਅਤੇ ਉਸਦੇ ਸਹਿਯੋਗੀ ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਪੋਲੀਮਰਾਈਜ਼ੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਲੈ ਕੇ ਆਏ ਜੋ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਪੋਲੀਆਰਾਮਾਈਡ ਨਾਮਕ ਦੋ-ਅਯਾਮੀ ਸ਼ੀਟ ਤਿਆਰ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀ ਹੈ। ਮੋਨੋਮਰ ਬਿਲਡਿੰਗ ਬਲਾਕਾਂ ਲਈ, ਉਹ ਮੇਲਾਮਾਈਨ ਨਾਮਕ ਇੱਕ ਮਿਸ਼ਰਣ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਕਾਰਬਨ ਅਤੇ ਨਾਈਟ੍ਰੋਜਨ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਦੀ ਇੱਕ ਰਿੰਗ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਸਹੀ ਸਥਿਤੀਆਂ ਦੇ ਤਹਿਤ, ਇਹ ਮੋਨੋਮਰ ਦੋ ਅਯਾਮਾਂ ਵਿੱਚ ਵਧ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਡਿਸਕਾਂ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਡਿਸਕਾਂ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਦੇ ਉੱਪਰ ਸਟੈਕ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਪਰਤਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਬਾਂਡਾਂ ਦੁਆਰਾ ਇਕੱਠੇ ਰੱਖੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ, ਜੋ ਬਣਤਰ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਸਥਿਰ ਅਤੇ ਮਜ਼ਬੂਤ ਬਣਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ।
"ਸਪੈਗੇਟੀ ਵਰਗਾ ਅਣੂ ਬਣਾਉਣ ਦੀ ਬਜਾਏ, ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਚਾਦਰ ਵਰਗਾ ਅਣੂ ਜਹਾਜ਼ ਬਣਾ ਸਕਦੇ ਹਾਂ, ਜਿੱਥੇ ਅਸੀਂ ਅਣੂਆਂ ਨੂੰ ਦੋ ਅਯਾਮਾਂ ਵਿੱਚ ਇਕੱਠੇ ਜੋੜਦੇ ਹਾਂ," ਸਟ੍ਰਾਨੋ ਕਹਿੰਦਾ ਹੈ। "ਇਹ ਵਿਧੀ ਘੋਲ ਵਿੱਚ ਆਪਣੇ ਆਪ ਵਾਪਰਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕਰਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਅਸੀਂ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਪਤਲੀਆਂ ਫਿਲਮਾਂ ਨੂੰ ਸਪਿਨ-ਕੋਟ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਾਂ ਜੋ ਅਸਾਧਾਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮਜ਼ਬੂਤ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ।"
ਕਿਉਂਕਿ ਸਮੱਗਰੀ ਘੋਲ ਵਿੱਚ ਆਪਣੇ ਆਪ ਇਕੱਠੀ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਇਸਨੂੰ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਵਧਾ ਕੇ ਵੱਡੀ ਮਾਤਰਾ ਵਿੱਚ ਬਣਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਕਿ ਉਹ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀਆਂ ਫਿਲਮਾਂ ਨਾਲ ਸਤਹਾਂ ਨੂੰ ਕੋਟ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਜਿਸਨੂੰ ਉਹ 2DPA-1 ਕਹਿੰਦੇ ਹਨ।
"ਇਸ ਤਰੱਕੀ ਦੇ ਨਾਲ, ਸਾਡੇ ਕੋਲ ਪਲੇਨਰ ਅਣੂ ਹਨ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਹੀ ਮਜ਼ਬੂਤ, ਪਰ ਬਹੁਤ ਪਤਲੇ ਪਦਾਰਥ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣਾ ਬਹੁਤ ਆਸਾਨ ਹੋ ਜਾਵੇਗਾ," ਸਟ੍ਰਾਨੋ ਕਹਿੰਦਾ ਹੈ।
ਹਲਕਾ ਪਰ ਮਜ਼ਬੂਤ
ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਪਾਇਆ ਕਿ ਨਵੀਂ ਸਮੱਗਰੀ ਦਾ ਲਚਕੀਲਾ ਮਾਡਿਊਲਸ - ਇੱਕ ਮਾਪ ਜੋ ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਕਿਸੇ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਵਿਗਾੜਨ ਲਈ ਕਿੰਨੀ ਤਾਕਤ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ - ਬੁਲੇਟਪਰੂਫ ਸ਼ੀਸ਼ੇ ਨਾਲੋਂ ਚਾਰ ਤੋਂ ਛੇ ਗੁਣਾ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੈ। ਉਨ੍ਹਾਂ ਨੇ ਇਹ ਵੀ ਪਾਇਆ ਕਿ ਇਸਦੀ ਉਪਜ ਤਾਕਤ, ਜਾਂ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਤੋੜਨ ਲਈ ਕਿੰਨੀ ਤਾਕਤ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਸਟੀਲ ਨਾਲੋਂ ਦੁੱਗਣੀ ਹੈ, ਭਾਵੇਂ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿੱਚ ਸਟੀਲ ਦੀ ਘਣਤਾ ਦਾ ਸਿਰਫ਼ ਛੇਵਾਂ ਹਿੱਸਾ ਹੈ।
2DPA-1 ਦੀ ਇੱਕ ਹੋਰ ਮੁੱਖ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਗੈਸਾਂ ਲਈ ਅਭੇਦ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਕਿ ਹੋਰ ਪੋਲੀਮਰ ਕੋਇਲਡ ਚੇਨਾਂ ਤੋਂ ਬਣੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚ ਪਾੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜੋ ਗੈਸਾਂ ਨੂੰ ਅੰਦਰ ਜਾਣ ਦਿੰਦੇ ਹਨ, ਨਵੀਂ ਸਮੱਗਰੀ ਮੋਨੋਮਰਾਂ ਤੋਂ ਬਣੀ ਹੈ ਜੋ LEGOs ਵਾਂਗ ਇਕੱਠੇ ਬੰਦ ਹੋ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਅਣੂ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਨਹੀਂ ਆ ਸਕਦੇ।
"ਇਸ ਨਾਲ ਸਾਨੂੰ ਅਤਿ-ਪਤਲੇ ਪਰਤ ਬਣਾਉਣ ਦੀ ਆਗਿਆ ਮਿਲ ਸਕਦੀ ਹੈ ਜੋ ਪਾਣੀ ਜਾਂ ਗੈਸਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਅੰਦਰ ਜਾਣ ਤੋਂ ਰੋਕ ਸਕਦੇ ਹਨ," ਸਟ੍ਰਾਨੋ ਕਹਿੰਦਾ ਹੈ। "ਇਸ ਕਿਸਮ ਦੀ ਰੁਕਾਵਟ ਪਰਤ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਾਰਾਂ ਅਤੇ ਹੋਰ ਵਾਹਨਾਂ, ਜਾਂ ਸਟੀਲ ਦੇ ਢਾਂਚੇ ਵਿੱਚ ਧਾਤ ਦੀ ਰੱਖਿਆ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ।"
ਸਟ੍ਰਾਨੋ ਅਤੇ ਉਸਦੇ ਵਿਦਿਆਰਥੀ ਹੁਣ ਹੋਰ ਵਿਸਥਾਰ ਨਾਲ ਅਧਿਐਨ ਕਰ ਰਹੇ ਹਨ ਕਿ ਇਹ ਖਾਸ ਪੋਲੀਮਰ 2D ਸ਼ੀਟਾਂ ਕਿਵੇਂ ਬਣਾਉਣ ਦੇ ਯੋਗ ਹੈ, ਅਤੇ ਉਹ ਹੋਰ ਕਿਸਮ ਦੀਆਂ ਨਵੀਆਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਇਸਦੇ ਅਣੂ ਬਣਤਰ ਨੂੰ ਬਦਲਣ ਦਾ ਪ੍ਰਯੋਗ ਕਰ ਰਹੇ ਹਨ।
ਇਸ ਖੋਜ ਨੂੰ ਸੈਂਟਰ ਫਾਰ ਐਨਹਾਂਸਡ ਨੈਨੋਫਲੂਇਡਿਕ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ (CENT) ਦੁਆਰਾ ਫੰਡ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਜੋ ਕਿ ਇੱਕ ਐਨਰਜੀ ਫਰੰਟੀਅਰ ਰਿਸਰਚ ਸੈਂਟਰ ਹੈ ਜੋ ਯੂਐਸ ਡਿਪਾਰਟਮੈਂਟ ਆਫ਼ ਐਨਰਜੀ ਆਫਿਸ ਆਫ਼ ਸਾਇੰਸ ਅਤੇ ਆਰਮੀ ਰਿਸਰਚ ਲੈਬਾਰਟਰੀ ਦੁਆਰਾ ਸਪਾਂਸਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।
ਨਵੀਂ ਹਲਕੇ ਭਾਰ ਵਾਲੀ ਸਮੱਗਰੀ ਸਟੀਲ ਨਾਲੋਂ ਮਜ਼ਬੂਤ ਹੈ: ਨਵਾਂ ਪਦਾਰਥ ਇੱਕ ਕਾਰਨਾਮੇ ਦਾ ਨਤੀਜਾ ਹੈ ਜੋ ਅਸੰਭਵ ਸਮਝਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ: ਇੱਕ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਦੋ ਅਯਾਮਾਂ ਵਿੱਚ ਪੋਲੀਮਰਾਈਜ਼ ਕਰਨਾ — ਸਾਇੰਸਡੇਲੀ
ਖ਼ਬਰਾਂ ਸੰਪਰਕ:
ਈਮੇਲ: [ਈਮੇਲ ਸੁਰੱਖਿਅਤ]
ਟੈਲੀਫ਼ੋਨ: + 86-28-8411-1861