Drukuj

Amerykańscy naukowcy wynaleźli przezroczyste tworzywo twarde jak stal


- Cały czas zastanawialiśmy się jak z wytrzymałych nanobloków lub nanorurek stworzyć tak samo twarde i stabilne tworzywo sztuczne – mówi prof. Nicholas Kotov, stojący na czele zespołu badawczego. - W końcu jednak osiągnęliśmy sukces, bo zastosowane przez nas tworzywo ma budowę typu „cegły i zaprawy". Jego strukturę doskonale naśladuje budowę macicy perłowej. „Zaprawą" jest rozpuszczalny w wodzie polimer w postaci alkoholu poliwinylowgo. Z kolei materiałem budulcowym, czyli cegłami są drobiny montmorillonitu – dodaje profesor Kotov.

profesor Nicholas Kotov z University of MichiganMontmorillonit jest to minerał z gromady krzemianów zaliczany do minerałów ilastych. Jest wyjątkowo szeroko rozpowszechniony i tworzy bardzo drobne, łuskowate kryształy o średnicy, która nie przekracza 1 mikrometra. Występuje w skupieniach zbitych, woskowych lub ziemistych i proszkowych. Niekiedy tworzy też drobnoziarniste agregaty, przyjmujące formy „robakowate" lub sferolityczne. Stanowi ważny surowiec przemysłu ceramicznego, gumowego, papierniczego, farmaceutycznego, chemicznego i spożywczego. Ponadto jest składnikiem nawozów mineralnych, płuczki wiertniczej. Jest też używany przy rekultywacji terenów skażonych metalami ciężkimi. Występuje w grupach minerałów ilastych i powstaje za sprawą wietrzenia różnych skał krystalicznych. Gromadzi się w osadach morskich i jeziorach. W Polsce jest dostępny na Kujawach i Dolnym Śląsku.

W jaki sposób powstawało nowe tworzywo? Do jego budowy pomocna była specjalnie stworzona maszyna. Składała się m.in. ze zautomatyzowanego ramienia, do którego przyczepiono minimalny kawałek szkła. Szkło było podstawą, na którą później nałożono kolejne warstwy plastiku.

Amerykańscy naukowcy wynaleźli przezroczyste tworzywo twarde jak stal


Proces przebiegał w kilku fazach. Pierwszy polegał na tym, że szkło zanurzono w roztworze polimeru. Następnie ramię przetransportowało je do płynu, w którym znajdowały się nanoblaszki z montmorillonitów. Kryształki przyklejały się do polimeru, tworząc pierwszą warstwę plastiku. Warstwa stopniowa schła, po czym proces powtarzano.

Po nałożeniu na siebie 300 warstw, powstające tworzywo sztuczne osiągnęło grubość zbliżoną do grubości taśmy klejącej. Otrzymany w ten sposób plastik cechował się twardością zbliżoną do stali. Trudno było go też złamać. Pomiary na super czułej wadze dowiodły natomiast, że jest lżejszy od stali. Co ważne do jego wytworzenia nie potrzeba wielkich nakładów finansowych. Składniki obu warstw są bowiem bardzo łatwe do zdobycia.

Czytaj więcej: Nowości 236 Badania 116