Хіміки створили перший двовимірний матеріал, який є гнучким та міцним, як ланцюгова броня.

Дослідники відкрили інноваційний матеріал, використовуючи новий процес полімеризації. Довгий час вважалося, що отримати механічно взаємопов’язані молекули в полімери неможливо, і група вчених застосувала абсолютно інший, нестандартний підхід. Хіміки організували в високоорганізовану кристалічну структуру та хімічно зв’язали між собою X-образні мономери — сполуки, які слугують будівельними блоками для полімерів. Вони мають просту структуру і зазвичай мають малу молекулярну масу, але здатні з’єднуватися між собою, утворюючи полімерні ланцюги.

Отримані вченими кристали складаються з шарів механічно з’єднаних двомірних листів, всередині яких зв’язані X-образні мономери. Один мономер проникає в кристали іншого, утворюючи макроцикл і механічний зв’язок у кожній повторюваній одиниці двомірного полімеру. Він, у свою чергу, формується як шарувате тверде тіло, яке легко розшаровується в звичайних органічних розчинниках. Це дозволяє проводити спектроскопічний аналіз і отримувати зображення, використовуючи передові методи електронної мікроскопії.

Новий матеріал — перший у своєму роді, що має подібну структуру. Він також відрізняється безпрецедентною щільністю — 100 трильйонів на квадратний сантиметр. При цьому матеріалознавці відзначають, що полімер можна виробляти в великому обсязі, на відміну від існуючих. Зазвичай їх синтезують у дуже малих кількостях методами, які не дозволяють масштабувати процес і знайти матеріалу практичне застосування. Хіміки перевірили і сумісність отриманого матеріалу, додавши його в пропорції 2,5% до поліефіримідних волокон, що збільшило їх модуль пружності на 45% і граничне напруження на 22%.

Наукова робота опублікована в журналі Science. Дослідники присвятили її пам’яті Джеймса Фрейзера Стоддарта (24.05.1942 —30.12.2024), спеціаліста в галузі супрамолекулярної хімії та нанотехнології, лауреата Нобелівської премії з хімії, професора Північно-Західного університету.