ملامین را یادتان هست؟ همان «افزودنی بدنام پودر شیر» است، اما در کمال تعجب، ممکن است «تغییر شکل» داده شود.

در دوم فوریه، یک مقاله تحقیقاتی در مجله علمی بین‌المللی نیچر منتشر شد که ادعا می‌کرد ملامین را می‌توان به ماده‌ای تبدیل کرد که از فولاد سخت‌تر و از پلاستیک سبک‌تر است، که باعث تعجب بسیاری از مردم شد. این مقاله توسط تیمی به رهبری دانشمند مشهور مواد، مایکل استرانو، استاد گروه مهندسی شیمی در موسسه فناوری ماساچوست، منتشر شد و نویسنده اول آن، یووی زنگ، دانشجوی فوق دکترا بود.

طبق گزارش‌ها، آنها این را نامگذاری کردندمواد دراز ملامین 2DPA-1، یک پلیمر دوبعدی که خود را به صورت ورق‌هایی جمع می‌کند تا ماده‌ای با چگالی کمتر اما بسیار قوی و با کیفیت بالا تشکیل دهد، که برای آن دو اختراع ثبت شده است، تهیه شده است.

ملامین که معمولاً با نام دی متیل آمین شناخته می‌شود، یک کریستال مونوکلینیک سفید است که شبیه به پودر شیر به نظر می‌رسد.

ملامین بی‌مزه و کمی در آب حل می‌شود، اما در متانول، فرمالدئید، اسید استیک، گلیسیرین، پیریدین و غیره نیز حل می‌شود. در استون و اتر نامحلول است. برای بدن انسان مضر است و هم چین و هم سازمان بهداشت جهانی تصریح کرده‌اند که ملامین نباید در فرآوری مواد غذایی یا افزودنی‌های غذایی استفاده شود، اما در واقع ملامین هنوز به عنوان ماده اولیه شیمیایی و مواد اولیه ساختمانی، به ویژه در رنگ‌ها، لاک‌ها، بشقاب‌ها، چسب‌ها و سایر محصولات، کاربردهای زیادی دارد.

فرمول مولکولی ملامین C3H6N6 و وزن مولکولی آن 126.12 است. از طریق فرمول شیمیایی آن می‌توانیم بدانیم که ملامین حاوی سه عنصر کربن، هیدروژن و نیتروژن است و ساختار حلقه‌های کربن و نیتروژن را در خود جای داده است و دانشمندان MIT در آزمایش‌های خود دریافتند که این مونومرهای مولکول‌های ملامین می‌توانند در شرایط مناسب در دو بعد رشد کنند و پیوندهای هیدروژنی در مولکول‌ها به هم ثابت می‌شوند و آن را در انباشتگی ثابت به شکل دیسک در می‌آورند، درست مانند ساختار شش ضلعی که توسط گرافن دو بعدی تشکیل می‌شود و این ساختار بسیار پایدار و قوی است، بنابراین ملامین به یک ورق دو بعدی با کیفیت بالا به نام پلی آمید در دست دانشمندان تبدیل می‌شود.

استرانو گفت، تولید این ماده نیز ساده است و می‌تواند به صورت خود به خود در محلول تولید شود، که از آن می‌توان بعداً فیلم 2DPA-1 را جدا کرد و راهی آسان برای ساخت این ماده بسیار سخت اما نازک در مقادیر زیاد فراهم کرد.

محققان دریافتند که این ماده جدید دارای مدول الاستیسیته، معیاری از نیروی مورد نیاز برای تغییر شکل، است که چهار تا شش برابر بیشتر از شیشه ضد گلوله است. آنها همچنین دریافتند که با وجود اینکه این پلیمر یک ششم فولاد متراکم‌تر است، دو برابر استحکام تسلیم یا نیروی مورد نیاز برای شکستن ماده را دارد.

یکی دیگر از ویژگی‌های کلیدی این ماده، هوابندی آن است. در حالی که سایر پلیمرها از زنجیره‌های پیچ‌خورده با شکاف‌هایی تشکیل شده‌اند که گاز می‌تواند از آنها خارج شود، این ماده جدید از مونومرهایی تشکیل شده است که مانند بلوک‌های لگو به هم می‌چسبند و مولکول‌ها نمی‌توانند بین آنها قرار بگیرند.

دانشمندان گفتند: «این به ما امکان می‌دهد پوشش‌های فوق‌العاده نازکی ایجاد کنیم که کاملاً در برابر نفوذ آب یا گاز مقاوم هستند.» این نوع پوشش محافظ می‌تواند برای محافظت از فلزات در خودروها و سایر وسایل نقلیه یا سازه‌های فولادی استفاده شود.

اکنون محققان در حال مطالعه‌ی دقیق‌تر چگونگی تبدیل این پلیمر خاص به صفحات دوبعدی هستند و تلاش می‌کنند ترکیب مولکولی آن را برای ایجاد انواع دیگری از مواد جدید تغییر دهند.

واضح است که این ماده بسیار مطلوب است و اگر بتوان آن را به تولید انبوه رساند، می‌تواند تغییرات عمده‌ای در زمینه‌های خودرو، هوافضا و حفاظت بالستیک ایجاد کند. به خصوص در زمینه وسایل نقلیه انرژی نو، اگرچه بسیاری از کشورها قصد دارند پس از سال 2035 وسایل نقلیه سوختی را از رده خارج کنند، اما برد فعلی وسایل نقلیه انرژی نو هنوز یک مشکل است. اگر این ماده جدید بتواند در زمینه خودرو استفاده شود، به این معنی است که وزن وسایل نقلیه انرژی نو به میزان زیادی کاهش می‌یابد، اما همچنین باعث کاهش تلفات توان می‌شود که به طور غیرمستقیم برد وسایل نقلیه انرژی نو را بهبود می‌بخشد.