超级塑料:三聚氰胺的“另一面”

2022-04-15 01:46李冲
华东科技 2022年3期
关键词:麻省理工学院三聚氰胺韧性

本刊记者/李冲

“超级塑料”的到来,给各行各业带来的是颠覆性的改变。

2008年,三鹿奶粉事件在全国范围内爆发,三聚氰胺自此成为全国人民的“眼中钉”“肉中刺”。2022年,“超级塑料”的到来,给三聚氰胺带来了一次“脱胎换骨”的机会。

在三聚氰胺化合物中,麻省理工学院的科学家创造出了一种新材料,它比钢材硬两倍,却只有塑料那么轻,为塑料领域开辟出一条新的发展道路,在未来或许可以改变我们的日常生活。

三聚氰胺成就“超级塑料”

从塑料袋、行李箱、手机壳到汽车外壳,塑料渗透了我们日常生活的方方面面,在人们的生活中扮演着重要的角色。但这些塑料,分子之间空隙大,气体容易通过,结构容易发生变化,硬度和韧性都有限。

为了制造出轻如薄纱却又身兼巨力的完美塑料,解决塑料硬度和韧性问题,科学家从20世纪开始,进行新型二维聚合物的研究,但尽管花费几十年时间,进行了上千次实验,研究都以失败而告终,直到三聚氰胺的“出现”。

三聚氰胺化合物内含有碳和氮环结构,单体可以在二维上生长,各层之间的氢键稳定相连。基于此,麻省理工学院的科学家们从中提取成功获得二维聚合物(2DPA-1),有媒体形容这种分子结构“就像操场上所有孩子排排坐,手拉手,然后靠在一起,又像乐高积木一样紧紧锁合,再也分不开”。

除此之外,2DPA-1塑料具有低密度,与普通塑料相比,重量没有太大的差别。硬度大、质量轻,凭借这些,2DPA-1塑料被人们称为“超级塑料”。随着“超级塑料”的现世,有评论称,或许在未来,蜘蛛侠的强力蛛丝也会成为现实。

“超级塑料”的路在何方?

能否进行工业化生产,是衡量技术发展前景的重要指标。除了强韧轻薄,2DPA-1塑料可在溶液中重组再生的特性,使得它的产业化生产在未来有无限可能。

在碳中和的背景下,绿色低碳是未来发展的潮流。在塑料领域,可降解塑料才是发展的大方向,但“超级塑料”的可降解性仍有待确认。这给2DPA-1塑料蒙上了一层阴影,未来发展空间有多大,仍旧不可预测。

但不可否认的是,2DPA-1塑料减少了塑料的损坏率,提高了塑料产品的利用率。未来,如果投入使用,硬度大、韧性强、质量低的2DPA-1塑料会使你的手机更加耐摔、耐磨损;使塑料袋更牢固,或许比布袋更结实;会使汽车表面更不易磨损,延长汽车的寿命,改变当前汽车行业的发展格局……2DPA-1塑料的到来,将给人们的日常生活带来更多的惊喜和更多的可能,给各行各业带来的更是颠覆性的改变。

新事物产生于旧事物,新型材料的产生依赖于以往技术和产品的发展。曾有业内人士评价,弯道超车在新材料领域“难于上青天”。作为消费者的我们,需要给2DPA-1塑料更多的发展时间和空间。

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