Manstu eftir melamini? Það er alræmda „mjólkurduftaukefnið“ en það kemur á óvart að það gæti verið „umbreytt“.

Þann 2. febrúar birtist rannsóknargrein í Nature, leiðandi alþjóðlegu vísindatímaritinu, þar sem fullyrt var að hægt væri að búa til efni úr melamíni sem væri harðara en stál og léttara en plast, fólki til mikillar undrunar. Greinin var gefin út af teymi undir forystu hins þekkta efnisfræðings Michaels Strano, prófessors í efnaverkfræðideild Massachusetts Institute of Technology, og fyrsti höfundur greinarinnar var nýdoktorinn Yuwei Zeng.

Þeir nefndu að sögnefni íLoftræst úr melamíni 2DPA-1, tvívíðu fjölliðu sem setur sig sjálfkrafa saman í blöð til að mynda minna þétt en afar sterkt, hágæða efni, sem tvö einkaleyfi hafa verið skráð fyrir.

Melamín, almennt þekkt sem dímetýlamín, er hvítur einstofna kristall sem líkist mjólkurpróteini.

Melamín er bragðlaust og lítillega leysanlegt í vatni, en einnig í metanóli, formaldehýði, ediksýru, glýseríni, pýridíni o.s.frv. Það er óleysanlegt í asetoni og eter. Það er skaðlegt mannslíkamanum og bæði Kína og Alþjóðaheilbrigðismálastofnunin hafa tilgreint að ekki skuli nota melamín í matvælavinnslu eða aukefnum í matvælum, en í raun er melamín samt mjög mikilvægt sem hráefni í efnaiðnað og byggingarefni, sérstaklega í málningu, lakki, plötum, lími og öðrum vörum sem hafa marga notkunarmöguleika.

Sameindaformúla melamíns er C3H6N6 og mólþunginn er 126,12. Með efnaformúlunni getum við vitað að melamín inniheldur þrjú frumefni, kolefni, vetni og köfnunarefni, og hefur uppbyggingu kolefnis- og köfnunarefnishringa. Vísindamenn við MIT komust að því í tilraunum sínum að þessar melamínsameindir, einliður, geta vaxið í tveimur víddum við réttar aðstæður og vetnistengi í sameindunum festast saman, sem gerir það að verkum að það myndar disklaga lögun í stöðugri staflun, rétt eins og sexhyrningur sem myndast af tvívíðu grafeni. Þessi uppbygging er mjög stöðug og sterk, þannig að melamín er umbreytt í hágæða tvívíðu plötu sem kallast pólýamíð í höndum vísindamanna.

Efnið er einnig einfalt í framleiðslu, sagði Strano, og hægt er að framleiða það sjálfkrafa í lausn, sem síðar er hægt að fjarlægja 2DPA-1 filmuna úr, sem veitir auðvelda leið til að búa til afar sterkt en samt þunnt efni í miklu magni.

Rannsakendurnir komust að því að nýja efnið hefur teygjanleikastuðul, mælikvarða á kraftinn sem þarf til að afmynda, sem er fjórum til sex sinnum meiri en teygjanleiki skothelds gler. Þeir komust einnig að því að þrátt fyrir að vera sjöttunga þéttari en stál, þá hefur fjölliðan tvöfalt meiri sveigjanleika, eða kraftinn sem þarf til að brjóta efnið.

Annar lykileiginleiki efnisins er loftþéttleiki þess. Þó að aðrar fjölliður séu úr snúnum keðjum með rifum þar sem gas getur sloppið út, samanstendur nýja efnið af einliðum sem festast saman eins og Lego-kubbar og sameindir komast ekki á milli þeirra.

„Þetta gerir okkur kleift að búa til ofurþunnar húðanir sem eru algjörlega ónæmar fyrir vatns- eða gasgegndræpi,“ sögðu vísindamennirnir. Þessi tegund af hindrunarhúð gæti verið notuð til að vernda málma í bílum og öðrum ökutækjum eða stálmannvirkjum.“

Nú eru vísindamennirnir að rannsaka nánar hvernig hægt er að móta þessa tilteknu fjölliðu í tvívíð blöð og reyna að breyta sameindasamsetningu hennar til að búa til aðrar gerðir nýrra efna.

Það er ljóst að þetta efni er mjög eftirsóknarvert og ef hægt er að framleiða það í stórum stíl gæti það haft í för með sér miklar breytingar á sviði bílaiðnaðar, flug- og geimferða og skotvopnavarna. Sérstaklega á sviði nýrra orkutækja, þó að mörg lönd ætli að hætta að nota eldsneytisökutæki eftir 2035, þá er núverandi úrval nýrra orkutækja enn vandamál. Ef hægt er að nota þetta nýja efni á sviði bílaiðnaðar þýðir það að þyngd nýrra orkutækja mun minnka verulega, en einnig mun það draga úr orkutapi, sem mun óbeint auka drægni nýrra orkutækja.