Ydych chi'n cofio melamin? Dyma'r "ychwanegyn powdr llaeth" drwg-enwog, ond yn syndod, mae'n bosibl ei fod wedi'i "drawsnewid".

Ar Chwefror 2, cyhoeddwyd papur ymchwil yn Nature, y cyfnodolyn gwyddonol rhyngwladol blaenllaw, yn honni y gellir gwneud melamin yn ddeunydd sy'n galetach na dur ac yn ysgafnach na phlastig, er mawr syndod i bobl. Cyhoeddwyd y papur gan dîm dan arweiniad y gwyddonydd deunyddiau enwog Michael Strano, athro yn Adran Peirianneg Gemegol yn Sefydliad Technoleg Massachusetts, a'r awdur cyntaf oedd y cymrawd ôl-ddoethurol Yuwei Zeng.

Yn ôl y sôn fe wnaethon nhw enwi'rdeunydd ynwedi'i awyru o melamin 2DPA-1, polymer dau ddimensiwn sy'n hunan-ymgynnull yn ddalennau i ffurfio deunydd llai dwys ond hynod o gryf, o ansawdd uchel, y mae dau batent wedi'u ffeilio ar ei gyfer.

Mae melamin, a elwir yn gyffredin yn dimethylamin, yn grisial monoclinig gwyn sy'n edrych yn debyg i laeth p

Mae melamin yn ddi-flas ac ychydig yn hydawdd mewn dŵr, ond hefyd mewn methanol, fformaldehyd, asid asetig, glyserin, pyridin, ac ati. Mae'n anhydawdd mewn aseton ac ether. Mae'n niweidiol i gorff dynol, ac mae Tsieina a WHO wedi nodi na ddylid defnyddio melamin mewn prosesu bwyd nac ychwanegion bwyd, ond mewn gwirionedd mae melamin yn dal yn bwysig iawn fel deunydd crai cemegol a deunydd crai adeiladu, yn enwedig mewn paent, lacrau, platiau, gludyddion a chynhyrchion eraill sydd â llawer o gymwysiadau.

Fformiwla foleciwlaidd melamin yw C3H6N6 a'r pwysau moleciwlaidd yw 126.12. Trwy ei fformiwla gemegol, gallwn wybod bod melamin yn cynnwys tair elfen, carbon, hydrogen a nitrogen, ac mae'n cynnwys strwythur cylchoedd carbon a nitrogen, a chanfu gwyddonwyr yn MIT yn eu harbrofion y gall y moleciwlau melamin hyn, sef monomerau, dyfu ar ddau ddimensiwn o dan amodau priodol, a bydd y bondiau hydrogen yn y moleciwlau wedi'u gosod gyda'i gilydd, gan ei wneud yn gyson. Bydd y bondiau hydrogen yn y moleciwlau wedi'u gosod gyda'i gilydd, gan ei wneud yn ffurfio siâp disg mewn pentyrru cyson, yn union fel y strwythur hecsagonol a ffurfir gan graffen dau ddimensiwn, ac mae'r strwythur hwn yn sefydlog ac yn gryf iawn, felly mae melamin yn cael ei drawsnewid yn ddalen dau ddimensiwn o ansawdd uchel o'r enw polyamid yn nwylo gwyddonwyr.

Mae'r deunydd hefyd yn syml i'w gynhyrchu, meddai Strano, a gellir ei gynhyrchu'n ddigymell mewn toddiant, y gellir tynnu'r ffilm 2DPA-1 ohono yn ddiweddarach, gan ddarparu ffordd hawdd o wneud y deunydd hynod o galed ond tenau mewn meintiau mawr.

Canfu'r ymchwilwyr fod gan y deunydd newydd fodiwlws elastigedd, sef mesur o'r grym sydd ei angen i anffurfio, sydd bedair i chwe gwaith yn fwy na modwlws gwydr gwrth-fwled. Fe wnaethant hefyd ganfod, er gwaethaf bod chweched ran mor ddwys â dur, fod gan y polymer ddwywaith y cryfder cynnyrch, neu'r grym sydd ei angen i dorri'r deunydd.

Priodwedd allweddol arall o'r deunydd yw ei aerglosrwydd. Er bod polymerau eraill yn cynnwys cadwyni troellog gyda bylchau lle gall nwy ddianc, mae'r deunydd newydd yn cynnwys monomerau sy'n glynu at ei gilydd fel blociau Lego ac ni all moleciwlau fynd rhyngddynt.

Mae hyn yn caniatáu inni greu haenau ultra-denau sy'n gwbl wrthsefyll treiddiad dŵr neu nwy,” meddai'r gwyddonwyr. Gellid defnyddio'r math hwn o orchudd rhwystr i amddiffyn metelau mewn ceir a cherbydau eraill neu strwythurau dur.”

Nawr mae'r ymchwilwyr yn astudio sut y gellir ffurfio'r polymer penodol hwn yn ddalennau dau ddimensiwn yn fanylach ac yn ceisio newid ei gyfansoddiad moleciwlaidd i greu mathau eraill o ddeunyddiau newydd.

Mae'n amlwg bod y deunydd hwn yn ddymunol iawn, ac os gellir ei gynhyrchu'n dorfol, gallai ddod â newidiadau mawr i feysydd modurol, awyrofod, ac amddiffyn balistig. Yn enwedig ym maes cerbydau ynni newydd, er bod llawer o wledydd yn bwriadu dileu cerbydau tanwydd yn raddol ar ôl 2035, mae'r ystod bresennol o gerbydau ynni newydd yn dal i fod yn broblem. Os gellir defnyddio'r deunydd newydd hwn ym maes modurol, mae'n golygu y bydd pwysau cerbydau ynni newydd yn cael ei leihau'n fawr, ond hefyd i leihau colli pŵer, a fydd yn gwella ystod cerbydau ynni newydd yn anuniongyrchol.