محققان دانشگاه میشیگان یک پلاستیک کامپوزیتی ساخته‌اند که استحکام آن به اندازه فولاد است؛ اما شفاف و سبک‌تر است. این پلاستیک از ترکیب نانورس و پلی وینیل الکل(PVA)، در دمای اتاق، ساخته شده‌است. این ماده از ساختار سرچشمه مروارید (خطوط رنگین‌کمانی پوسته‌های صدف خوراکی و صدف دریایی) تقلید می‌کند، و سازنده‌های آن معتقدند که با توسعه بیشتر این روش می‌توان زره‌های شخصی سبک‌تری ـ به همان خوبی قطعات وسایل نقلیه و هواپیما ـ ساخت.
ساخت نانوکامپوزیت پلاستیکی شفاف با استحکام فولاد
محققان دانشگاه میشیگان یک پلاستیک کامپوزیتی ساخته‌اند که استحکام آن به اندازه
فولاد است؛ اما شفاف و سبک‌تر است. این پلاستیک از ترکیب نانورس و پلی وینیل
الکل(PVA)، در دمای اتاق، ساخته شده‌است. این ماده از ساختار سرچشمه مروارید (خطوط
رنگین‌کمانی پوسته‌های صدف خوراکی و صدف دریایی) تقلید می‌کند، و سازنده‌های آن
معتقدند که با توسعه بیشتر این روش می‌توان زره‌های شخصی سبک‌تری ـ به همان خوبی
قطعات وسایل نقلیه و هواپیما ـ ساخت.
این محققان در ساخت این پلاستیک جدید از یک فرایند ساخت جدید استفاده کرده‌اند و یک
پلیمر ـ معروف به پلی وینیل الکل(PVA) که معمولاً در رنگ‌ها و چسب استفاده می‌شود ـ
را با صفحات نانواندازه معدنی معروف به نانورس مونت‌موری‌لونیت، ترکیب کرده‌اند.
این نانوصفحات معدنی خاک رس که ضخامتی حدود یک نانومتر دارند، بسیار مستحکم هستند.
PVA مستحکم نیست، ولی با ذرات خیلی ریز پیوند خوبی می‌دهد.
این گروه تحقیقاتی پلاستیک کامپوزیتی جدید را با ماشینی تولید کرده‌اند که می‌تواند
مواد را به‌صورت لایه‌های نانومقیاسِ پشت‌سرهم بسازد. آنها برای ساخت یک قطعه از
این ماده به ضخامت یک قطعه پوشش پلاستیکی، از پلیمر شبه چسب و نانوصفحات خاک رس، هر
یک۳۰۰ لایه به کار بردند.
کوتر می‌گوید: «این صفحات شفاف مقاومت زیادی در برابر تنش نشان می‌دهند؛ بنابراین
برای این ماده می‌توان نام «فولاد پلاستیکی» را انتخاب کرد. تصور این مطلب سخت است
که بتوان با ترکیب ماده خاکی‌شکلی مانند خاک رس و PVA، چنین ماده‌ای با خواص
مکانیکی بی‌نظیر به دست آورد. استحکام کششی و تنشی این ماده ده برابر بزرگ‌تر از
استحکام دیگر نانوکامپوزیت‌هایی است که تاکنون ساخته شده‌اند.
در زمینه استحکام این ماده به دو نکته باید توجه کرد: اول اینکه، این ساختار لایه‌ای
به صفحات نانورس اجازه می‌دهد که همانند آرایش«آجرها و ملات به هم متصل شده، محکم
همدیگر را بگیرند. این آرایش، مشابه یکی از مستحکم‌ترین مواد طبیعی(سرچشمه مروارید
یا صدف مروارید) است؛ دوم اینکه، به‌رغم استحکام مخلوط PVA و خاک رس، پیوند
هیدروژنی دائمی بین لایه‌های آن ایجاد نمی‌شود و این باعث آنچه کوتر اثر Velcro
نامیده، می‌شود که طی آن این پیوندها تحت تنش باز شده، تغییر شکل می‌دهند.
از این ماده می‌توان در ادوات میکروالکترومکانیکی، میکروسیالات، حسگرهای زیست‌پزشکی
و شیرها استفاده کرد، همچنین رفتار نانومکانیکی این ماده مدل شده، و روی کاربردهای
آن در صنایع هوانوردی تحقیق می‌شود.
نتایج این تحقیق در مجله Science منتشر شده‌است.
