化学工艺创造更轻更强塑料


  这一研究小组一直联合芬兰捷瓦斯基拉大学(Jyväskylä University)的研究人员,设法在纳米尺度,使分子拧成复杂的结,从而赋予材料更多的功能。

  大卫•雷厄(David Leigh)是爱丁堡大学首席研究员,他说:“我们已经成功地把一个分子拧成五叶结(pentafoil),这是用一个分子拧成的最复杂的结。”

  这一小组是乐观的,这种五叶结会模仿复杂扭结的特点,这些扭结见于蛋白质和DNA中,有助于使某些物质具有弹性。

  “任何科学家都可以复制我们所做的,只需要采用我们发现的配方,使用我们开发的特殊化学基本成分,”雷厄说。

  能够用一定数量的、定义明确的扭结制成材料,可以使科学家进行更大的控制,以设计新的材料。

  雷厄说:“分子中的纠缠和扭结决定橡胶和塑料的弹性性质。所以能够设计分子,使它们具有特定的扭结结构,我们就能够使材料和塑料具有更好的弹性和减震性能。

  “这些可以用于很多地方,从飞船和主体部件到防弹背心等。”

  这些成串的原子被扭成五星结,有160个原子长,测量值为1600万分之一毫米。

  研究人员使用的技术称为自组装,会产生化学反应,其中,原子经化学编码,自发地扭成想要的结。

  “一件最困难的事情是,在形成分子结之后,要证明其扭结的结构。我们做到这一点,是采用了一种技术,称为X射线晶体学(X-ray crystallography),它可以决定原子在分子中的确切位置。这需要非常规范的水晶结,需要一年多时间才能取得。”雷厄说,

  爱丁堡大学小组最先制成具有5个交叉点的扭结。到现在为止,科学家只创造出最简单类型的结,三叶结,就是有3个交叉点的扭结。