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什麼柔性聚合物材料耐強酸

生活更新时间:2025-03-11 11:25:07

原标題：超高強度二維聚合物——比鋼鐵硬，比塑料輕

什麼柔性聚合物材料耐強酸（超高強度二維聚合物）1

想象這樣一種材料，強度比鋼鐵硬，重量卻比塑料輕，而且還可以很容易地大批量生産，那将給人們的生活帶來怎樣的變化？

近期，國外有關科研團隊成功開發出了這樣一種新型材料。它是一種二維聚合物，科研人員将其稱為2DPA-1。

聚合物一般指高分子化合物。我們常見的塑料、塑膠都是聚合物。聚合物基本由一維分子鍊構成。幾十年來，科學家們一直嘗試合成二維聚合物分子，研究不同分子維度給高分子帶來的特殊性質。

不過，想要讓聚合物形成二維材料是非常困難的。雖然一些團隊已經取得了一些成功，但所産生的材料有缺陷，降低了它們的強度或其他理想性能。

在這項研究中，曾經因引起食品安全問題而臭名昭著的三聚氰胺反而發揮了極大的用途。科研人員在實驗中發現，在适當的條件下，三聚氰胺分子單體可以在二維上生長，分子中的氫鍵會固定在一起，在不斷堆疊中形成圓盤狀。這種結構非常牢固，就像樂高積木一樣緊緊鎖合，再也分不開。

這種特殊的結構，讓制備出的二維聚合物材料十分穩定。盡管它非常薄且輕，但強度是鋼的兩倍。

這種材料制備起來非常容易，隻需要溶液，單體就可以在其中自行堆疊成片狀，适合做薄膜或者塗層。由于是二維分子結構，這種材料可以阻止水和氣體透過，密閉性非常強。

此外，這種二維聚合物可以應用到複合材料中。研究人員通過實驗發現，少量二維聚合物的加入，就可以顯著提高聚碳酸酯的機械性能，使其具備更高強度和韌性。聚碳酸酯常被用作防彈玻璃中的有機夾層。可以想象，加入二維聚合物後，聚碳酸酯将會更好地發揮其作用。

可以預見，這種高強度的輕質材料有着廣闊的應用前景。不僅可以成為車輛、智能手機等設備的塗層，而且還可以作為建築材料使用。

上圖：應用前景示意圖。

資料圖片（■田旺馬伯樂）

來源：解放軍報

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