Ydych chi'n cofio melamin? Dyma'r “ychwanegyn powdr llaeth” gwaradwyddus, ond yn syndod, efallai 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 o dan arweiniad y gwyddonydd deunyddiau enwog Michael Strano, athro yn yr Adran Peirianneg Gemegol yn Sefydliad Technoleg Massachusetts, a'r awdur cyntaf oedd cydweithiwr ôl-ddoethurol Yuwei Zeng.

Dywedir iddynt enwi ydeunydd i mewnwedi'i awyru o melamine 2DPA-1, polymer dau ddimensiwn sy'n hunan-ymgynnull yn ddalennau i ffurfio deunydd llai trwchus ond hynod gryf, o ansawdd uchel, y mae dau batent wedi'u ffeilio ar ei gyfer.

Mae melamin, a elwir yn gyffredin fel dimethylamine, yn grisial monoclinig gwyn sy'n edrych yn debyg i laeth t

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 neu ychwanegion bwyd, ond mewn gwirionedd mae melamin yn dal i fod yn bwysig iawn fel deunydd crai cemegol a deunydd crai adeiladu, yn enwedig mewn paent, lacrau, mae gan blatiau, gludyddion a chynhyrchion eraill lawer o gymwysiadau.

Fformiwla moleciwlaidd 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 darganfu gwyddonwyr yn MIT yn eu harbrofion y gall y monomerau moleciwlau melamin hyn dyfu ar ddau ddimensiwn o dan briodol. amodau, a bydd y bondiau hydrogen yn y moleciwlau yn sefydlog gyda'i gilydd, gan ei wneud yn gyson Bydd y bondiau hydrogen yn y moleciwlau yn cael eu gosod gyda'i gilydd, gan ei gwneud yn ffurfio siâp disg mewn pentyrru cyson, yn union fel y strwythur hecsagonol a ffurfiwyd gan graphene dau-ddimensiwn, ac mae'r strwythur hwn yn sefydlog iawn ac yn gryf, 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 symiau mawr.

Canfu'r ymchwilwyr fod gan y deunydd newydd fodwlws elastigedd, mesur o'r grym sydd ei angen i anffurfio, sydd bedair i chwe gwaith yn fwy na gwydr gwrth-bwled. Canfuwyd hefyd, er ei fod yn un rhan o chwech mor drwchus â dur, bod gan y polymer ddwywaith y cryfder cnwd, neu'r grym sydd ei angen i dorri'r deunydd.

Priodwedd allweddol arall y deunydd yw ei aerglosrwydd. Tra 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 tra-denau sy’n gallu gwrthsefyll treiddiad dŵr neu nwy yn llwyr,” 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 fwy manwl 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 fasgynhyrchu, gallai ddod â newidiadau mawr i'r meysydd amddiffyn modurol, awyrofod a balistig. Yn enwedig ym maes cerbydau ynni newydd, er bod llawer o wledydd yn bwriadu diddymu cerbydau tanwydd yn raddol ar ôl 2035, ond mae'r ystod cerbydau ynni newydd presennol 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'n anuniongyrchol yr ystod o gerbydau ynni newydd.