分子の自己集合は自然界に広く存在しており、組織化された構造を形成する手段として機能しています。
過去数十年にわたり、科学者やエンジニアはたとえば水中で独自に集合する分子を作成することで、自然の導きに従います。目標は、主に生物医学分野でナノ構造を作成することです。
マサチューセッツ州の科学者チーム工科大学 (MIT) は、水の外でその構造を維持しながら、前例のない強度を備えたナノリボンに自発的に集合する新しいクラスの小分子を開発しました。
通常、自己組織化構造はによってモデル化されます細胞膜のサンプル。それらの外側部分は親水性であり、内側部分は疎水性です。構成は根本的に異なるプロセスに基づいており、自己組織化の推進力を提供します。しかし、水の外では、そのような構造は崩壊します。
マサチューセッツ工科大学で作成された分子の新しい設計Institute of Technologyは、水との相互作用を「好む」外部の親水性部分、結合するための中央のアラミド、および水を「嫌う」内部の疎水性部分の3つの主要なコンポーネントで構成されています。科学者によると、これはケブラーの構造からインスピレーションを得たものだとのことです。構造内のアラミドが化学的安定性と強度を提供します。
研究者らは数十の分子をテストしたナノメートルスケールの厚さの長いリボンの作成につながる設計を見つける前に、これらの基準を満たす必要がありました。次に著者らは、分子間にケブラー相互作用を組み込む効果を理解するために、その強度と剛性を測定しました。彼らは、これらのナノファイバーが予想外に強く、鋼鉄よりも強いことを発見しました。
この発見により、著者たちはそれが可能ではないかと考えました。安定した巨視的材料を得るためにナノリボンを結合するかどうか。真っ直ぐにされた繊維は長い糸に引っ張られ、乾燥して加工できるようになりました。彼らは自分の体重の 200 倍の体重を支えることができることが判明しました。
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アラミドは合成繊維の長い鎖ですポリアミド。アミド結合の少なくとも85％が2つの芳香環に直接結合しています。アラミド繊維の特性は、化学的および物理的微細構造の両方によって決定されます。
ケブラーは、によって製造されたパラアラミド繊維です。デュポンによる。ケブラーは非常に耐久性があります。ケブラーは、1964年にアメリカの化学者でデュポンの従業員であるステファニークウォレックのグループによって初めて取得され、生産技術は1965年に開発され、工業生産は1970年代初頭に始まりました。