Zırhın Geleceği? Yeni Zincir Zırh Benzeri Malzeme Umut Veriyor

Northwestern Üniversitesi liderliğindeki bir ekip tarafından olağanüstü gücü esneklikle birleştiren yeni bir iki boyutlu (2D) malzeme oluşturuldu. Birbirine bağlı zincir zırha benzediği açıklanan bu yenilikçi malzeme hafiftir ve gelişmiş vücut zırhı ve diğer yüksek performanslı kullanımlar gibi uygulamalar için potansiyel barındırır. Bu atılım, yoğun şekilde paketlenmiş mekanik bağlar oluşturan ve bildirildiğine göre santimetrekare başına 100 trilyon mekanik bağ ile rekor kıran ölçeklenebilir bir polimerizasyon sürecinin geliştirilmesine borçludur.

Yapı ve Gelişim Süreci

Science dergisinde yayınlanan araştırmaya göre bu malzeme türünün ilk örneği; 2 boyutlu, mekanik olarak birbirine kenetlenmiş bir polimer. Ekip, mekanik bağların oluşumunu kolaylaştırmak için onları kristal yapıda düzenleyerek X şeklindeki monomerleri kullandı. Northwestern Üniversitesi’nden Robert L. Letsinger Kimya Profesörü William Dichtel, phys.org tarafından bildirildiği üzere yaptığı açıklamada, bu yeni polimer yapısının yırtılmaya karşı benzersiz bir direnç sunduğunu belirtti.

Malzemenin, mekanik bağları içindeki hareket özgürlüğü nedeniyle uygulanan kuvvetleri çeşitli yönlerde dağıtabildiğini açıkladı. Doktora adayı ve çalışmanın ilk yazarı olan Madison Bardot’un materyalin oluşumuna yönelik konsepti tasarladığı bildirildi. Süreci “yüksek risk, yüksek ödül” olarak tanımlayan Dichtel, başarıyı moleküler kristal reaksiyonlara yönelik geleneksel yaklaşımların yeniden düşünülmesine bağladı. Ortaya çıkan birbirine kenetlenmiş polimer levhaların katmanlarının hem sertlik hem de esneklik sağladığı söylenirken, yapıları Cornell Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından ileri elektron mikroskobu teknikleri kullanılarak doğrulandı.

Gelişmiş Özellikler ve Uygulamalar

Malzemenin doğal gücü, Matthew Becker liderliğindeki Duke Üniversitesi’ndeki araştırmacılara, onu zorlu koşullarda kullanılan sağlam bir polimer olan Ultem’e dahil etme konusunda ilham verdi. Yeni malzemenin yalnızca yüzde 2,5’unu içeren bir kompozitin Ultem’in dayanıklılığını önemli ölçüde arttırdığı bildirildi. Dichtel, polimerin balistik kumaşlar ve hafif, koruyucu giysiler için özel bir malzeme olarak kullanılabileceğini öne sürdü.

Çalışma, mekanik bağ kavramına öncülük eden ve moleküler makinelere yaptığı katkılardan dolayı 2016 yılında Nobel Kimya Ödülü’ne layık görülen merhum Sir Fraser Stoddart’a ithaf edildi.