Een team van wetenschappers van de Universiteit van Manchester is geëerd met een Guinness World Record voor het samen weven van draden van individuele moleculen om 's werelds fijnste stof te creëren, het inhalen van het fijnste Egyptische linnen.

Het weven van draden met een diameter van enkele millimeters (riet, plantaardige vezels, enz.) tot enkele microns (wol, katoen, synthetische polymeren, enz.) heeft de vooruitgang door de eeuwen heen ondersteund, van mensen uit het stenen tijdperk die netten maakten om vissen te vangen en stoffen weven om zichzelf warm te houden tot het moderne textiel dat we allemaal elke dag gebruiken.

Nutsvoorzieningen, Voor de eerste keer, een team van wetenschappers van de Universiteit van Manchester heeft een manier ontwikkeld om moleculaire draden in tweedimensionale lagen te weven. Daarbij hebben ze een 2-D-moleculair geweven stof geproduceerd met een draaddichtheid van 40-60 miljoen (ter vergelijking:het fijnste Egyptische linnen heeft een draadtelling van ~ 1500 - draadtelling is het aantal strengen per inch).

Weven heeft vele toepassingen, voor vogels die twijgen weven om hun nest te bouwen, en mensen die het gebruiken om netten te maken om te vissen, manden om dingen in te dragen, en stoffen om ons aan te kleden. Kunststoffen zijn gemaakt van lange moleculaire strengen, polymeren genaamd, en het onderzoeksteam wilde een manier vinden om die strengen te weven om moleculair geweven stoffen te maken die uitzonderlijke sterkte en flexibiliteit zouden kunnen hebben op dezelfde manier als linnen lakens verschillen van individuele katoendraden.

Het samenwerkende team gebruikte chemie om de strengen te weven. Metaalatomen en negatief geladen ionen werken samen om kleine moleculaire bouwstenen van koolstof aan elkaar te weven, waterstof, zuurstof, stikstof- en zwavelatomen. De geweven bouwstenen voegen zich vervolgens samen als stukjes van een puzzel om losse vellen geweven moleculaire strengen te vormen in een stof van slechts 4 miljoenste millimeter dik (4 nanometer). Op dit moment is het grootste stuk stof dat gemaakt is slechts 1 mm lang. Dat is natuurlijk extreem klein, maar het is eigenlijk groter dan de eerste vlokken grafeen toen dat voor het eerst werd gemaakt.

Professor David Leigh zei:"Het op deze manier weven van moleculaire strengen leidt tot nieuwe en verbeterde eigenschappen. De stof is twee keer zo sterk als de niet-geweven strengen en wanneer het tot het breekpunt wordt getrokken, scheurt het als een vel in plaats van dat er bosjes draden loskomen. Het geweven materiaal werkt ook als een net, waardoor kleine moleculen er doorheen kunnen gaan terwijl grotere moleculen in het kleine gaas worden gevangen.

"Dit is het eerste voorbeeld van een gelaagd moleculair weefsel. Het weven van moleculaire strengen biedt een nieuwe manier om de eigenschappen van kunststoffen en andere materialen te veranderen.

"Het aantal strengen en strengkruisingen werd gemeten door röntgenstralen op de bouwstenen te laten schijnen. De strengen buigen het pad van de röntgenstralen door het materiaal met een bepaalde hoeveelheid, waardoor onderzoekers kunnen meten hoeveel strengen er per inch zijn. De meting laat zien dat het materiaal een draadtelling heeft van 40-60 miljoen strengen per inch. In vergelijking, het fijnste Egyptische linnen heeft een draaddichtheid van rond de 1500."

Het team heeft ook de dikte van de moleculair geweven stof gemeten met behulp van een speciaal instrument, een atoomkrachtmicroscoop. die een sondepunt heeft die zo scherp is dat hij aan het uiteinde een enkel atoom heeft. Elke laag van de moleculair geweven stof is slechts 4 nanometer dik; dat is 10, 000 keer dunner dan een mensenhaar.

Het onderzoek werd gerapporteerd in:'Zelfmontage van een gelaagde tweedimensionale moleculair geweven stof' in het tijdschrift Natuur . Het team achter het werk bestond uit vier verschillende onderzoeksgroepen van de hele universiteit. Het team van professor David Leigh van de afdeling Scheikunde maakte de moleculair geweven stof. Het team van professor Bob Young van de afdeling Materialen en het Henry Royce Institute voerde atomaire krachtmicroscopiestudies uit om de structuur en materiaaleigenschappen te bepalen.

Dr. George Whitehead van de afdeling Scheikunde voerde röntgenkristallografie-experimenten uit om de precieze positie van atomen in de bouwstenen van het materiaal te lokaliseren. Professor Sarah Haigh van de afdeling Materialen, gebruikte elektronenmicroscopie om de moleculair geweven stof in beeld te brengen. doctoraat student Paige Kent en professor Rob Dryfe gebruikten het materiaal als een moleculair net, grote moleculen opsluiten in het geweven gaas terwijl kleinere moleculen er vrij doorheen gingen.