Bahan baru MIT lebih kuat dari baja dan seringan plastik

Insinyur kimia di MIT telah mengembangkan material baru yang lebih kuat dari baja dan seringan plastik — dan mungkin suatu hari nanti akan melindungi ponsel cerdas Anda, mendukung bangunan baru, menahan jembatan, dan banyak lagi.

Polimerisasi 101: Di bawah kondisi yang tepat, molekul kecil yang disebut “monomer” akan terhubung untuk membentuk rantai yang disebut “polimer.” Polimer dapat diubah menjadi bentuk 3D — dan begitulah cara kami mendapatkan semua produk plastik .

Para peneliti telah lama menduga bahwa jika mereka dapat mengembangkan proses polimerisasi yang membujuk monomer menjadi lembaran datar, bukan rantai, bahan seperti itu akan menjadi sangat kuat dan ringan.

Tetapi setelah bertahun-tahun mengalami kegagalan, secara luas dianggap tidak mungkin.

Bahan baru ini dapat menahan kekuatan empat hingga enam kali lebih banyak daripada kaca antipeluru sebelum berubah bentuk.

Tidak begitu cepat: Ilmuwan MIT kini telah membuktikan bahwa hal itu dapat dilakukan, mengembangkan proses polimerisasi yang menyebabkan monomer merakit diri menjadi lembaran bahan baru yang mereka juluki “2DPA-1​.”

“Alih-alih membuat molekul seperti spageti, kita dapat membuat bidang molekul seperti lembaran, di mana kita mendapatkan molekul untuk menyatukan diri dalam dua dimensi,” penulis senior Michael Strano mengatakan kepada MIT News. “Mekanisme ini terjadi secara spontan dalam larutan.”

Karena molekul berkumpul sendiri selama proses polimerisasi, peningkatan produksi bisa relatif mudah: cukup tambahkan lebih banyak bahan awal ke larutan awal.

Harapan terpenuhi: Bahan baru memiliki sifat luar biasa. Dalam pengujian, terbukti seringan plastik dan dua kali lebih kuat dari baja. Ini juga kedap gas dan dapat menahan kekuatan empat hingga enam kali lebih banyak daripada kaca antipeluru sebelum berubah bentuk.

“Kami biasanya tidak menganggap plastik sebagai sesuatu yang dapat Anda gunakan untuk menopang sebuah bangunan.”
Michael Strano

Karakteristik ini memberikan bahan aplikasi potensial dalam segala hal mulai dari konstruksi hingga elektronik konsumen, menurut para peneliti, yang telah mengajukan dua aplikasi paten untuk proses polimerisasi baru mereka dan sekarang sedang menjajaki cara menggunakannya untuk membuat bahan lain.

“Kami biasanya tidak menganggap plastik sebagai sesuatu yang dapat Anda gunakan untuk menopang sebuah bangunan, tetapi dengan bahan ini, Anda dapat mengaktifkan hal-hal baru,” kata Strano. “Ini memiliki sifat yang sangat tidak biasa, dan kami sangat bersemangat tentang itu.”

Kelas materi baru: Para peneliti hanya membuat materi “2D” seperti ini sejak tahun 2004, tetapi kelas tersebut sudah mencakup beberapa “bahan super”, seperti graphene superkonduktor super ringan dan boron nitrida heksagonal yang sangat kuat .

Terlepas dari sifatnya yang luar biasa, bahan-bahan ini sebagian besar tetap ada di lab saat para peneliti bekerja untuk meningkatkan produksi – tetapi berdasarkan komentar dari tim MIT, produksi massal mungkin tidak menjadi masalah dengan 2DPA-1.