メラミンを覚えていますか？悪名高き「粉ミルク添加物」ですが、意外なことに「変身」してしまう可能性があります。

2月2日、世界有数の科学誌ネイチャーに研究論文が掲載され、人々は大いに驚いたが、メラミンは鉄よりも硬く、プラスチックよりも軽い材料を作ることができると主張した。この論文は、マサチューセッツ工科大学化学工学部教授で著名な材料科学者マイケル・ストラノ氏率いるチームによって発表され、筆頭著者は博士研究員のユーウェイ・ゼン氏であった。

彼らは伝えられるところによると、材料のメラミン 2DPA-1 から通気されます。メラミン 2DPA-1 は、シート状に自己集合して密度は低くても非常に強力な高品質の素材を形成する二次元ポリマーであり、2 件の特許が申請されています。

一般にジメチルアミンとして知られるメラミンは、牛乳に似た白い単斜晶系の結晶です。

メラミンは無味で、水にわずかに溶けますが、メタノール、ホルムアルデヒド、酢酸、グリセリン、ピリジンなどにも溶けます。アセトンとエーテルには不溶です。人体に有害であり、中国もWHOもメラミンを食品加工や食品添加物として使用してはならないと定めていますが、実際にはメラミンは化学原料や建築原料、特に塗料、ラッカー、塗料などに今でも非常に重要です。プレート、接着剤、その他の製品には多くの用途があります。

メラミンの分子式は C3H6N6 で、分子量は 126.12 です。その化学式から、メラミンには炭素、水素、窒素の 3 つの元素が含まれており、炭素環と窒素環の構造が含まれていることがわかります。MIT の科学者らは実験で、これらのメラミン分子モノマーが適切な条件下で二次元に成長できることを発見しました。分子内の水素結合が固定され、一定の状態になります。 分子内の水素結合が固定され、二次元グラフェンが形成する六角形構造のように、一定に積み重なって円盤状になります。この構造は非常に安定していて強いため、メラミンは科学者の手によってポリアミドと呼ばれる高品質の二次元シートに変わります。

ストラノ氏によると、この材料は製造も複雑ではなく、溶液中で自然に生成でき、後で2DPA-1フィルムを除去できるため、非常に丈夫でありながら薄い材料を大量に製造する簡単な方法が提供されるという。

研究者らは、この新素材の弾性率（変形に必要な力の尺度）が防弾ガラスの4～6倍であることを発見した。また、ポリマーの密度は鋼鉄の 6 分の 1 であるにもかかわらず、ポリマーの降伏強度、つまり材料を破壊するのに必要な力が 2 倍であることも発見しました。

この材料のもう 1 つの重要な特性は気密性です。他のポリマーはガスが逃げる隙間のあるねじれた鎖で構成されていますが、この新材料はレゴブロックのように互いにくっついたモノマーで構成されており、分子がモノマーの間に入ることができません。

これにより、水やガスの浸透に完全に耐える極薄のコーティングを作成することができます」と科学者らは述べています。このタイプのバリアコーティングは、自動車やその他の車両の金属、あるいは鉄骨構造物を保護するために使用できる可能性があります。」

研究者らは現在、この特定のポリマーをどのようにして二次元シートに成形できるかをより詳細に研究しており、その分子組成を変更して他の種類の新しい材料を作成しようとしている。

この材料が非常に望ましいことは明らかであり、大量生産できれば、自動車、航空宇宙、防弾分野に大きな変化をもたらす可能性があります。特に新エネルギー車の分野では、多くの国が 2035 年以降に燃料自動車を段階的に廃止する予定ですが、現在の新エネルギー車のラインナップには依然として問題があります。この新材料が自動車分野で使用できれば、新エネルギー車の重量が大幅に軽減されるだけでなく、電力損失も削減され、間接的に新エネルギー車の航続距離が向上することになります。